Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Keemilise reaktsiooni kiirus ja tasakaal". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, lähteaine, katalüsaator, endotermiline, ekso, suurendamine, tasakaaluolek, reageerinud, ainehulka, moolides, segamini, katalüüs, kulgemine, pöördumatud, pöörduvad, lõpe, tasakaaluolekus, nihkumine, chatelier, vastassuunas, endotermilise, pärisuunaline, eksotermiline, öeldud, segamine· ÜHINEMISREAKTSIOON 2 Mg + O2 2 MgO Na2O + H2O 2 NaOH · LAGUNEMISREAKTSIOON Ca(OH)2 CaO + H2O CaCO3 CaO + CO2 · ASENDUSREAKTSIOON 2 Na + 2 HCl 2 NaCl + H2 · VAHETUSREAKTSIOON NaOH + HCl NaCl + H2O 2. ENERGIA REAKTSIOONIS · EKSOTERMILINE Energia eraldub, H < 0 Tavaliselt ühinemisreaktsioonid · (Lahustumisel: hüdraatumine ehk aineosakeste seostumine vee molekulidega (sidemete teke)) · ENDOTERMILINE Energia neeldub, H > 0 Tavaliselt lagunemisreaktsioonid · (Lahustumisel: kristallivõre lõhkumine (sidemete katkemine)) 3. REAKTSIOONI KIIRUS · Keemilise reaktsiooni kiirus näitab ajaühikus ruumalaühiku kohta tekkinud või reageerinud ainehulka (moolides). mol/dm3s Reaktsiooni kiiruse kasvu põhjustavad tegurid: · Temperatuuri tõstmine · Segamine · Kontsentreerimine · Tahke aine peenestusastme suurendamine
Pöördumatu reaktsioon reaktsioon, mis kulgeb ühes suunas ja lõpuni. pöörduv reaktsioon reaktsioon, mis toimub mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni, vaid mingi taskaaalu olekuni. Le Chatelier' printsiip pöörduva protsessi tasakaal nihkub alati vastassuunas tekitatud muutusele. Keemiline tasakaal pöörduva reaktsiooni olek, mille korral päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused on võrdsed. ·Lähteaine kontsentratsiooni suurendamisel - saaduste suunas vähendamisel - lähteainete suunas ·Saaduse kontsentratsiooni suurendamisel - lähteainete suunas
7) Metallilisus -suureneb Mendelejevi tabelis rühmas ülevalt alla, väheneb vasakult paremale. 8) Aatomiraadius Suureneb rühmas ülevalt alla. 9) Elektronegatiivsus Aineväärtus, mis näitab kui palju mõjutab üks element teist elementi ühises elektronpaaris. 10) Elemendi metallilised ja mittemetallilised omadused on seotud sellega kui tugevasti hoiab elemendi aatom kinni väliskihi elektrone. Aine ehitus ja keemiline side 1) Eksotermiline reaktsioon Sideme tekkel energia vabaneb. Endotermiline reaktsioon Sideme lõhkumisel energia neeldub. 2) Keemilise sideme tekkel (üksikaatomitest või -ioonidest molekulide või kristallide tekkel) lähevad aineosakesed üle püsivasse (väiksema energiaga) olekusse; energia eraldub ja keemilise sideme katkemisel energia neeldub. 3) Metalliline side metallide vahel Iooniline side Metalli ja mittemetalli vahel. Nt: NaCl
Kordamisküsimused kontrolltööks. Keemilise reaktsiooni kulgemine. Reaktsiooni kiirus ja tasakaal. 1) Mis on keemiline reaktsioon? Keemiline reaktsioon protsess, milles tekivad ja/või katkevad keemilised sidemed; seejuures muunduvad reaktsiooni lähteained reaktsiooni saadusteks. 2) Mis on a) pöördumatu b) pöörduv reaktsioon? Tuua näited. a) Pöördumatu reaktsioon reaktsioon, mis kulgeb praktiliselt vaid ühes suunas, nt NaOH + HCl -> NaCl + H2O b) Pöörduv reaktsioon kahes suunas (otse- ja vastassuunas) toimuv reaktsioon, nt 3H2 + N2 2NH3 3) Mis toimub keemiliste sidemetega reaktsiooni käigus? Keemilistes reaktsioonides ja/või katkevad keemilised sidemed. Aatomitevahelisi keemilisi sidemeid moodustavad elektronid paiknevad ümber, st et ühed sidemed katkevad ja uued sidemed moodustuvad.
Homogeenne katalüüs: (katalüsaator ja reagendid samas olekus) näiteks Vääveldioksiidi oksüdeerimine "nitroosmeetodil" - kõik ained on gaasid 2SO2 + 2NO2 = 2SO3 + 2NO 2NO + O2= 2NO2 ___________________ 2SO2 + O2 = 2SO3 Heterogeenne katalüüs:Katalüsaator ja reagendid erinevates olekutes. reeglina on katalüsaator tahke ja reagendid gaasilises või vedalas olekus. 2SO2(g) + 2V2O5(t) = 2V2O4 + 2SO3 2V2O4 + O2 = 2V2O5 ____________________ 2SO2 + O2 = 2SO3 Nagu näeme, moodustab katalüsaator ebapüsiva vaheühendi, mille edasi reageerimise käigus katalüsaator uuesti vabaneb. Mõnikord pole selliste vaheühendite olemasolu tõestada suudetud, aga teoreetiliselt peaks nad alati olemas olema. Katalüsaatoreid kasutatakse ka kiiruse vähendamiseks ( inhibiitorid, antioksüdandid, antidetonaatorid,...) Reaktsiooni, mis üldse ei kulge, st v = 0 ei saa ka katalüsaatorite abil esile kutsuda. Kiirus sõltub Reageerivatest ainetest
kus k1 on reaktsiooni kiiruskonstant, p on reaktsiooni järk aine A suhtes, q on reaktsiooni järk aine B suhtes, p+q on reaktsiooni summaarne järk Reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid - reageerivate ainete eripära, kontsentratsioon, temperatuur, katalüsaatori toime ja reageerivate ainete kokkupuutepinna suurus Reaktsiooni tasakaalu nihkumist põhjustavad tegurid – kontsentratsioon (lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale, saaduse kontsentratsiooni suurendamine nihutab tasakaalu vasakule (lähteainete tekke suunas), temperatuur (temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise (soojuse neeldumisega kulgeva) reaktsiooni tasakaalu paremale, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu aga vasakule), rõhk (rõhu tõstmine gaasiliste ainete osavõtul kulgevates tasakaalureaktsioonides nihutab tasakaalu suunas, kus gaasiliste ainete molekulide arv väheneb)
LABORATOORNE TÖÖ 3 SISSEJUHATUS Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus. Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) →2KCl(s) + 3O2 ↑ Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) Kui see reaktsioon algab, on segus ainult vesiniku ja joodi molekulid.
REAKTSIOONI KIIRUS keemilise reaktsiooni kiirus – saaduste/lähteainete hulga muutust ajaühikus. (Homogeense) reaktsiooni kiirus (v), põhiühik mol/dm3⋅s – ruumalaühikus ajaühiku jooksul toimuvate reaktsiooni elementaaraktide arv; mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus, seejuures lähteainete kontsentratsioon ajas väheneb (Δc<0) ja saaduste kontsentratsioon kasvab (Δc>0). c 2 c1 v t 2 t1 keskmine kiirus: hetkeline e tõeline kiirus: c dc v lim ( ) t 0 t dt
arvestatud: Viia Lepane SISSEJUHATUS Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Näiteks: 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Näiteks: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine
Keemia praktikumi KT I praktikum: Mõisted 1. Mool - (n, mol) on aine hulk, mis sisaldab 6,02 _ 1023 ühe ja sama aine ühesugust osakest (molekuli, aatomit, iooni, elektroni vm). Seega saab moolides väljendada kõike, mida saab loendada ja mida on arvuliselt tohutult palju. 2. Molaarmass - on ühe mooli aine mass grammides, dimensiooniks on g/mol. 3. Avogadro seadus - Kõikide gaaside võrdsed ruumalad sisaldavad ühesugusel temperatuuril ja rõhul võrdse arvu molekule (või väärisgaaside korral aatomeid). 4. Daltoni seadus - Keemiliselt inaktiivsete gaaside segu üldrõhk võrdub segu moodustavate gaaside osarõhkude summaga
saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega. Pöörduv reaktsioon: v1 aA+ bB cC+ dD → ← v2 pärisuunaline reaktsiooni kiirus - v1 vastassuunaline reaktsiooni kiirus - v2 (tasakaaluolekus v1 = v2) Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc): KC C D c d A a B b [A]...[D] – ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c ja d – koefitsiendid reaktsioonivõrrandist.
KORDAMISKÜSIMUSED 10.KL. KEEMILISED REAKTSIOONID (õpik lk.68-98) 1. Selgita mõisted: aktiveerimisenergia, keemiline reaktsioon, eksotermiline reaktsioon, endotermiline reaktsioon. 2. Miks vahel keemilises reaktsioonis reaktsioonisegu soojeneb, vahel jahtub? Selgita keem. sidemete tekke ja katkemisega. 3. Soojusefekt ühinemis- ja lagunemisreaktsioonides. 4. Mida näitab keemilise reaktsiooni kiirus? 5. Kuidas on võimalik keemilise reaktsiooni kiirust muuta? Põhjenda. 6. Mis on katalüsaator, katalüüs, inhibiitor, ensüüm? Mis põhimõttel katalüsaator reaktsiooni kiirendab? 7. Mis on pöörduv reaktsioon? Mis on keemiline tasakaal? Näide võrrandina. 8. Kus on tasakaal kasulik? 9. Le Chatelier printsiip. Milliseid tingimusi muutes võib muuta keemilist tasakaalu? 10. Kuidas muutub tasakaal, muutes temperatuuri, rõhku, lähteainete või saaduste kontsentratsiooni? 11. Ülesanded reaktsiooni kiiruse ja muutmisega tasakaalu nihutamisega. Vastused: 1.
aluselised, happelised, neutraalsed ja amfoteernsed. Nt. H2O- vesi; Al2O3- alumiiniumoksiid; CaO- kaltsiumoksiid ehk kustutamata lubi. *Hüdroksiidid: Koosneb metallioonidest ja hüdroksiidioonidest (OH -). Jaotatakse leelised(lahustuvad vees) ja nõrgad alused(ei lahustu). Nt. Ca(OH) 2- kaltsiumhüdroksiid; KOH-kaaliumhüdroksiid; NaOH- naatriumhüdroksiid. *Happed: Annab lahusesse vesinikioone. HCl-vesinikkloriidhape(soolhape); H2SO4- väävelhape; HNO3- lämmastikhape. 8. Mis on keemiline reaktsioon? Nimeta keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid? Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest (lähteaine(te)st) tekib keemiliste sidemete katkemise ja/või moodustumise tulemusena üks või mitu uute omadustega keemilist ainet (saadust, produkti). Jaotatakse: reaktsioonid kus reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste muutub ja, sellised kus ei muutu. Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:
E lnk = A - , (6) RT milles A on temperatuurist sõltumatu konstant ja E reaktsiooni aktiveerimisenergia. Reaktsiooni kiirusele võib avaldada olulist mõju katalüsaatori juuresolek. Katalüsaatori toimel kulgeb reaktsioon teist teed, kus aktiveerimisenergia on madalam ning seetõttu reaktsiooni kiirus kasvab. Reaktsiooni lõpuks taastub katalüsaator esialgses hulgas ja esialgse koostisega. Reaktsiooni kiirust vähendavaid aineid (negatiivseid katalüsaatoreid) nimetatakse inhibiitoriteks. B. Keemiline tasakaal Keemilisi reaktsioone võib jaotada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöörduvad
molaarset kontsentratsiooni võib leida jäergmiselt: n HCl = n NaOH V HCl c M HCl = V NaOH c M NaOH V NaOH c M NaOH c M HCl = V HCl Kus VNaOH- NaOH lahuse amht ml (loetakse büretilt) Cm NaOH- NaOH lahuse täpne kontsentratsioon mol/l VHCl- HCL lahuse täpne maht ml (pipeti maht) 10. Stöhhiomeetriline punkt on seotud tiitrimisega. See on punkt, milles kogu soolhape on ära reageerinud ja indikaator muudab juba ühest liiaga lisatud NaOH tilgast tekkinud aluselises lahuses värvust. Happe ja aluse tiitrimisel seda leitakse ükshaaval lisades aluse lahust happe lahusesse ja valvades tilga täpsusega, millal lahus muudab oma värvi, sest kogu soolhape on ära reageerinud ja lahuses on liias alust. Indikaator on keemiline aine, millega määratakse kindlaks lahuse pH. Indikaator saatudes lahusesse, sõltuvalt lahuse pH-lt, muudab oma värvust
Füüsikaline keemia sissejuhatus ja elektrolüütide lahuste kordav konspekt Käsitletavad teemad: 1) Füüsikaline keemia sj energeetika: ekso- ja endotermilised reaktsioonid + arvutused kiirus/kineetika: temp. kons. rõhk.... katalüsaator + praktiline töö keemiline tasakaal: le chaterieri printsiip + praks 2) Elektrolüütide lahused lahustumisprotsess: lahustumise soojusefekt tugevad ja nõrgad elektrolüüdid, mitteelektrolüüdid; elektrolüütide dissotsatsioon keemilised reaktsioonid elektrolüütide lahustes(sade, gaas, nõrk elektrolüüt) + ioonvõrrandid soolade hüdrolüüs Keemilise reaktsiooni soojusefekt
iseloomust(mida aktiivsem on metall, seda aktiivsemalt vesinikku eraldub ja on kiirem reaksioon), segamisest (mida rohkem segada seda kiiremini reaksioon toimub), temperatuurist(mida kõrgem temp. Seda kiiremini reaksioon toimub), ainete konsentratsioonist(mida suurem on regeerivate ainete osakeste arv ruumalaühikus, seda sagedamini osakesed põrkuvad ja kiireneb reaksioon), peenestamisest(mida peenemad ained, seda kiiremini reaksioon toimub), spetsiaalsete ainete lisamisest(kiirendab: katalüsaator, aeglustab: inhibaator), rõhust( gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaksioonide kiirus kasvab rõhu tõstmisel) 10. Mis on: Katalüsaator- Kiirendab reaksiooni kiirust. Katalüüs- Reaksiooni kiirenemine katalüsaatori mõjul. Inhibiitor- Aeglustab reaksiooni kiirust. Ensüümid- Teatud katalüsaatorid, mis tegutsevad elusorganismis. 11. Mis on: Keemiline tasakaal- Süsteemi püsiv olek, mis sabub pöörduva keemilisereaksiooni kulgemise tulemusena
Keemiline reaktsioon-protsess, kus ühest või mitmest lähteainest tekib üks või mitu uut ainet; Lähteainete osakeste vahel sidemed katkevad ja tekivad uued sidemed teiste osakeste vahel; Reaktsioon toimub juhul, kui reageerivate ainete põrkuvad osakesed on küllalt kiired; Aktiveerimisenergia- vähim energia, mida tuleb anda reageerivate ainete osakestele, et reaktsioon toimuks; mida väiksem on aktiveerimisenergia seda kergemini reaktsioon kulgeb; Aktiveeritud kompleks- paralleelselt toimub vanade sidemete katkemine ja uute tekkimine; Soojusefekt- reaktsiooniga kaasnev energia muutus; Eksotermiline/endotermiline: 1. energia eraldub/neeldub 2.entalphia väheneb/suureneb 3.ümbritseva keskkonda eraldub soojust/kulgemisel võetakse energiat ümbritsevast keskkonnast 4.ühinemisreaktsioon/lagunemisreaktsioon,
Pöörduva reaktsiooni võrrand üldkujul: aA+b B c C + d D Tasakaalukonstant [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c ja d koefitsendid reaktsioonivõrrandist. Le Chatelier' printsiip - Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused mida saab muuta, on eelkõige lähteainete kontsentratsioon, temperatuur ja rõhk. · Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. Saaduse kontsentratsiooni suurendamine nihutab tasakaalu vasakule (lähteainete tekke suunas). · Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu aga vasakule. · Rõhu tõstmine gaasiliste ainete osavõtul kulgevates tasakaalureaktsioonides nihutab tasakaalu suunas, kus gaasiliste ainete molekulide arv väheneb.
ja kiirust mingil ajahetkel . Reaktsioonid on seotud osakeste kokkupõrgetega. Mida rohkem on ruumalaühikus osakesi, seda sagedamini nad kokku põrkavad. Seega suurendab lähteainete kontsentratsiooni tõstmine reaktsioonikiirust. Pärisuunalise reaktsiooni kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonist järgmiselt (massitoimeseadus): k1 reaktsiooni kiiruskonstant p rektsiooni järk aine A suhtes q reaktsiooni järk aine B suhtes p+q reaktsiooni summaarne järk Mõlema lähteaine suhtes esimest järku reaktsiooni korral: Mida kõrgem on temperatuur, seda intensiivsem on molekulide soojusliikumine ja suurem nende kineetiline energia. See suurendab molekulide efektiivsete kokkupõrgete t - õenäosust ning koos sellega reaktsioonikiirust. Van't Hoffi reegel: Temperatuuri tõstmine 10 °C võrra suurendab reaktsioonikiirust kaks kuni neli korda. vt1 reaktsioonikiirus temperatuuril t1 vt2 reaktsioonikiirus temperatuuril t2 reaktsiooni temperatuuritegur
Sissejuhatus Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Fikseeritud tingimustel saabub reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad
Pöörduva reaktsiooni võrrand üldkujul: aA + bB cC + dD Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (KC) [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutusele. Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu vasakule Rõhu tõstmine gaasiliste ainete osavõtul kulgevates reaktsioonides nihutab tasakaalu suunas, kus gaasiliste ainete molekulide arv väheneb Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid FeCl3 ja NH4SCN küllastunud lahused, tahke NH4Cl, katseklaaside komplekt
Sissejuhatus Keemiline tasakaal - ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Pöörduv reaktsioon: Tasakaalukonstant : [A]...[D] ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c,ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp): pA...pD gaasiliste ainete A...D osarõhud atm. Kehtib seos: R universaalne gaasikonstant J mol1K1 T absoluutne temperatuur K n gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsiooni
· Suhteliselt väikesed aatomid · Lihtainetes aatomite vahel kovalentsed sidemed · Mettalidega reageerides käituvad oksüdeerijana · Määra aineklass ja keskkond vesilahuses: Keemiline rakstioon: · On- protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest tekib keemiliste sidemete katkemise ja/või moodustumise tulemusena üks või mitu uute omadustega keemilist ainet · Kiirust mõjutavad tegurid: temperatuuri tõstmine, konsentratsiooni suurendamine, gaasides rõhu suurendamine, tahkete ainete peenestamine, katalüsaatori kasutamine · Loetle erinevaid reaktsioone Redoksreaktsioonide tasakaalustamine Keemilise reakstiooni tasakaal- pöörduva reaktsiooni olek, mille korral päri-ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused on võrdsed. Mõjutamine- tingimuste muutmisega saab tasakaalu nihutada päri- või vastassuunas: · Lahteaine kontsentratsiooni suurendamisel nihkub tasakaal saaduste tekke suunas,
LABORATOORNE TÖÖ 3 Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus Sissejuhatus: Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu
Pöörduva reaktsiooni võrrand üldkujul: aA + bB cC + dD Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (KC) [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Le Chatelier' printsiip Tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutusele. · Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale · Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale, eksotermilise reaktsiooni tasakaalu vasakule · Rõhu tõstmine gaasiliste ainete osavõtul kulgevates reaktsioonides nihutab tasakaalu suunas, kus gaasiliste ainete molekulide arv väheneb Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid: Katseklaaside komplekt. Kasutatavad ained: FeCl3 ja NH4SCN küllastatud lahused, tahke NH4Cl.
paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele. Tingimused mida saab muuta on, eelkõige lähteainete konsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Siin peetakse silmas seda, kuidas need tingimused mõjutavad juba tasakaaluolekus olevat süsteemi. Vaatame ammoniaagi sünteesireaktsiooni näitel nende tingimuste muutumisest tulenevat tasakaalu nihkumist. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) Konsentratsioon- Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. Lähteainete konsentratsioonide suurendamisele avaldab süsteem vastupanu sellega, et kulutab neid rohkem ära, seega tekib rohkem ammoniaaki (lähteainete molekule tasakaalus olevasse süsteemi juurde viies suureneb nende kokkupõrgete tõenäosus, mis viib saaduse tekkeni). Saaduse konsentratsiooni suurendamine nihutab tasakaalu vasakule (lähteainete tekke suunas). Temeratuur- Temperatuuri tõstmine nihutab endotermilise reaktsiooni tasakaalu paremale,
tema soojusmahtuvus. Järelikult peaks olema NO2 suurema soojusmahtuvusega, sest mida suurem on keha (mida rohkem aatomeid), seda suurem on soojusmahtuvus. 5. Kirjutada süsteemi soojusmahtuvuse avaldised püsival rõhul ja ruumalal. Kummal juhul on soojusmahtuvus suurem? ∆U ∆H Cv = ∆ T Cp= ∆T Konstantsel rõhul on soojusmahtuvus mõnevõrra suurem, sest osa soojusest kulub paisumistöö tegemiseks. 6. Termokeemia, reaktsiooni soojusefekt, endotermiline ja eksotermiline reaktsioon. Termokeemia – tegeleb keemiliste muundumiste soojusefektidega, põhineb termodünaamika esimesel seadusel. Eksotermiline protsess – ja endotermiline entalpiamuut on võrdne süsteemi poolt neelatud või eraldatud soojusega. Eksotermilise korral märk miinusega ja eraldub soojus, metaani põlemine. Endotermiline protsess on pluss märgiga ja soojus neeldub. Nt jää sulamine. 7. Miks on paljud eksotermilised reaktsioonid spontaansed
Kummal juhul on soojusmahtuvus suurem? ΔU ΔH Konstantsel ruumala: Cp= Konstantsel rõhul: Cp= ΔT ΔT Soojusmahtuvus on suurem konstantsel rõhul, kuna osa saadud soojusest kulub paisumistöö tegemiseks. 6. Termokeemia, reaktsiooni soojusefekt, endotermiline ja eksotermiline reaktsioon. Termokeemia-tegeleb keemiliste muundumiste soojusefektidega, põhineb termodünaamika esimesel seadusel. Keemilise reaktsiooni entalpia on soojusefekt, mis kaasneb keemilise reaktsiooniga (kui rõhk ja temperatuur ei muutu). Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! Eksotermiline protsess – soojus eraldub Endotermiline protsess – soojus neeldub 7
Reaktsioonid, mis kulgevad ainult ühes suunas ja lõpuni, on pöördumatud reaktsioonid. Reaktsioonid, mis kulgevad mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni vaid mingi tasakaalu olekuni on pöörduvad reaktsioonid. Keemiline tasakaal on pöörduva reaktsiooni olek, mille korral päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused on võrdsed. Keemilist tasakaalu saab nihutada kontsentratsiooni, temperatuuri ja rõhku (gaaside puhul) muutes. Le Chatelier printsiip: Keemiline reaktsioon töötab alati vastu tekitatud muutusele. Kui meie temperatuuri tõstame, püüab reaktsioon seda alandada: st nihkub selles suunas, kus energiat neelatakse. · Lähteainete kontsentratsiooni suurendamisel nihkub tasakaal saaduste tekke suunas (saadusi tekitades lähteained reageerivad ära, sellega nende kontsentratsioon väheneb), vähendamisel lähteainete suunas. · Saaduste kontsentratsiooni suurendamisel lähteainete tekke suunas, vähendamisel
c) NH4HCO3(t) NH3(g) + CO2(g) + H2O(g), |S>0 keemilised sidemed katkevad d) Fe(t) + H2SO4(l) FeSO4(l) + H2(g). |S>0 saadustes eraldub gaas 10. Milline on jää sulamise G märk järgmistel temperatuuridel: a) 10 oC, b) -5 oC, c) 0 oC? G<0 G>0 G=0 Üldine keemia. Näidisküsimused. 11. Kas on võimalik teostada protsessi, mille G > 0? Millistel tingimustel? Reaktsioon ei toimu isevooluliselt. Saab toimuda väljaspoolt tuleva energia arvelt. Fotosüntees(päike), elektrolüüs(el.vool) 12. Kas järgmised reaktsioonid toimuvad isevooluliselt entalpia- või entroopiafaktori (või mõlema) arvel? Kas nendel reaktsioonidel on G < 0 kõrgetel või madalatel temperatuuridel? a) CaO(t) + H2O(v) Ca(OH)2(l), H<0 madal temp. b) HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(t), S<0 H<0 madal temp.
Tingimused mida saab muuta on, eelkõige lähteainete konsentratsioon, temperatuur ja rõhk. Siin peetakse silmas seda, kuidas need tingimused mõjutavad juba tasakaaluolekus olevat süsteemi. Vaatame ammoniaagi sünteesireaktsiooni näitel nende tingimuste muutumisest tulenevat tasakaalu nihkumist. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) Konsentratsioon- Lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. Lähteainete konsentratsioonide suurendamisele avaldab süsteem vastupanu sellega, et kulutab neid rohkem ära, seega tekib rohkem ammoniaaki (lähteainete molekule tasakaalus olevasse süsteemi juurde viies suureneb nende kokkupõrgete tõenäosus, mis viib saaduse tekkeni). Saaduse konsentratsiooni suurendamine nihutab tasakaalu vasakule (lähteainete tekke suunas).
Kordamisküsimused III Keemilise reaktsiooni kiirus ja tasakaal. 1. Mis on reaktsiooni kiirus? · Näitab ajaühikus ruumalaühiku kohta tekkinud või reageerinud ainehulka (moolides). 2. Millised tegureid mõjutavad reaktsiooni kiirust? Nende toime. · Temperatuuri tõstmine · Konsentratsiooni tõstmine · Gaaside korral rõhu suurendamine · Tahkete ainete peenestamine · Katalüsaatori kasutamine algselt reag. Katalüsaator ühe lähteainega ja siis annab selle üle teisele ainele. · Segamine · Reaktsiooni kiirenemiseks peab ajaühikus toimuma rohkem osakeste kokkupõrkeid. 3. Mis on katalüsaator? · Aine, mis muudab reaktsiooni kiirust (enamasti kiiremaks). 4. Mis on pöörduvad ja pöördumatud reaktsioonid? · Pöörduv reakts. reaktsioon, mis on kahesuunaline ja ei kulge kunagi lõpuni, vaid mingi tasakaaluolekuni.
annaabi.ee 
