Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Keemilise reaktsiooni kulgemine. Reaktsiooni kiirus ja tasakaal.". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, katalüsaator, lähteaine, soojusefekt, entalpia, inhibiitor, aktiveerimisenergia, katalüsaatorid, katkevad, aineosakesed, plahvatus, katalüüs, heitgaasid, ensüümid, aeglased, plaatina, korrosioonikaitse, inhibiitorid, kontrolltööks, kulgemine, lähteained, saadusteksaoh, vastassuunas, 2nh3, sidemeid, lisaenergia, aeglasem, barjäärSiseenergia (U), J/mol süsteemi moodustavate osakeste liikumise ja vastastikuste seoste energia; isoleeritud süsteemis U = 0. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus: U = q + w , q süsteemile antud energia (soojus); w süsteemi suhtes tehtud töö; · Energia ei teki ega kao, kuid ta võib minna ühest liigist teise. · Isoleeritud süsteemi koguenergia on jääv. Termodünaamika I seadus keemiliste protsesside korral: Reaktsiooni soojusefekt on määratud reaktsiooni saaduste ja lähteainete energiate vahega; on võrdne eraldunud või neeldunud energiaga, kui ei tehta tööd (w = 0). Entalpia (H), J/mol: H = U + pV , V ruumala muut; w = - pV (paisumistöö); eksotermiline protsess: energia eraldub, H < 0; endotermiline protsess: energia neeldub, H > 0. Isokoorne protsess (V = const.), reaktsiooni soojusefekt qv = U; w = 0 isobaarne protsess (p = const.), reaktsiooni soojusefekt qp = H.
Siseenergia (U), J/mol – süsteemi moodustavate osakeste liikumise ja vastastikuste seoste energia; isoleeritud süsteemis ∆U = 0. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus: ∆U = q + w , q – süsteemile antud energia (soojus); w – süsteemi suhtes tehtud töö; • Energia ei teki ega kao, kuid ta võib minna ühest liigist teise. • Isoleeritud süsteemi koguenergia on jääv. Termodünaamika I seadus keemiliste protsesside korral: Reaktsiooni soojusefekt on määratud reaktsiooni saaduste ja lähteainete energiate vahega; on võrdne eraldunud või neeldunud energiaga, kui ei tehta tööd (w = 0). Entalpia (H), J/mol: ∆H = ∆U + p⋅∆V , ∆V – ruumala muut; w = - p⋅∆V (paisumistöö); eksotermiline protsess: energia eraldub, ∆H < 0; endotermiline protsess: energia neeldub, ∆H > 0. Isokoorne protsess (V = const.), reaktsiooni soojusefekt qv = ∆U; w = 0 isobaarne protsess (p = const.), reaktsiooni soojusefekt qp = ∆H.
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 eksotermiline reaktsioon - energiat eraldub endotermiline reaktsioon - energiat neeldub energia mis eraldub on keemiline energia mis eraldub soojuse, valguse või elektrina
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.
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
o Protsess keevitusest kiirem. · Joodise puudus: o Jooteliite temperatuuritundlikkus (kuumus võib põhjustada liite tugevuse vähenemise) · Woodi sulam (Wood's alloy) 50% vismuti, 26,7% plii, 13,3% tina ja 10% kaadmiumi o Sulamistemperatuur on madalam tema komponentide sulamistemperatuurist · Molaarne kontsentratsioon ehk molaarsus iseloomustab lahuse kontsentratsiooni ning näitab, mitu mooli ainet on lahustatud 1 liitris lahustis · Redoksreaktsioon on keemiline reaktsioon, mille juures elektronid lähevad üle redutseerjalt oksüdeerijale ning esimese oksüdatsiooniaste suureneb, teise oma samal ajal väheneb · Elektrone loovutavaid aatomeid nimetatakse redutseerijaks. · Raud oksüdeerub ehk on anood (loovutab elektrone) · Galvaanielement seadis, kus keemilise reaktsiooni energia muudetakse elektrienergiaks o Element koosneb kahest vastavasse elektrolüüdilahusesse paigutatud elektroodist
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,
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:
Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt. töö w, soojushulk q) Töö (w) Termodünaamika põhimõisteks on töö. Töö on liikumine mõjuva jõu vastu . Töö mingi objekti liigutamisel mõjuva jõu vastu võrdub jõu ja teepikkuse korrutisega: w= F*d töö mõõtühikuks on dzaul J. 1 J = 1 N1 m = 1 kgm2s-2 (1 cal = 4,1868 J) Siseenergia (U)
Protsesside liigid soojusvahetuse suuna järgi Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Olekufunktsioonid Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist. Olekufunktsioone tähistatakse suurte tähtedega (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, Gibbsi energia G) Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt. töö w, soojushulk q) Töö (w) Termodünaamika põhimõisteks on töö. Töö on liikumine mõjuva jõu vastu . Töö mingi objekti liigutamisel mõjuva jõu vastu võrdub jõu ja teepikkuse korrutisega: w= F*d töö mõõtühikuks on dzaul J. 1 J = 1 N1 m = 1 kgm2s-2 (1 cal = 4,1868 J) Siseenergia (U)
Keemiainseneriteadus tööstuslike keemiliste protsesside uurimine. 5. Keemia makroskoopiline ja mikroskoopiline tase (näited). Mikroskoopiline tase: aatomite vaheliste sidemete muutumine jms. 2Mg(t) + O2(g) 2MgO(t) Makroskoopiline tase: toimuvad silmaga nähtavad või siis mõnel muul viisil jälgitavad muutused. Keemik reeglina mõtleb mikroskoopilisel tasemel, s.t kuidas sidemed tekivad, katkevad jne. Eksperimenti tehakse reeglina makroskoopilisel tasemel. Mõlemal tasemel toimuvaid protsesse kirjeldatakse keemiliste ja matemaatiliste valemite abil. 6. Selgitage, millest koosneb teaduslik meetod. Teaduslik meetod algab andmete kogumisega. Pärast seda otsitakse andmekogumitest seoseid. Järgnevalt formuleeritakse hüpotees(id) ning kontrollitakse eksperimentaalselt. Seejärel formuleeritakse teooria. Teooriad võivad olla nii kvalitatiivsed kui ka kvantitatiivsed
a) plahvatusreaktsioonid (lõhkained, paukgaas), ioonidevahelised reaktsioonid b) ainete põlemine (metalli reageerimine happega) c) geoloogilised protsessid (kivisüsi, nafta) 2.Mida näitab keemiline reaktsiooni kiirus? ära reageerinud või tekkinud saaduste hulka ajaühikus. mõõdetakse mol/dm2 3.Kuidas mõjutab reaktsiooni kiirust reageerivate ainete aktiivsus? mida aktiivsem on aine, seda kiiremini kulgeb reaktsioon 4.Kuidas mõjutab reaktsiooni kiirust reageerivate ainete kontsentratsioon? Mida näitab kontsentratsioon? mida suurem on lähteaine kontsentratsioon, seda kiiremini kulgeb reaktsioon ja osakesed põrkuvad. Aine kontsentratsioon väljendab aine hulka ruumala ühikus. tähis on c ja põhiühik mol/dm3 5.Kuidas mõjutab rõhk gaasiliste ainete reaktsioonikiirust? kiireneb, kuna kui tõsta rõhku, suureneb gaasilise aine hulk ruumala ühikus st. et kasvab aine kontsentratsioon. 6
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
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 · Gaaside puhul rõhu suurendamine 3. REAKTSIOONI KIIRUS · Katalüsaator muudab reaktsiooni kiirust, osaledes aktiivse vaheühendi moodustamisel, aga eraldub reaktsiooni lõpus algses koguses. Negatiivne katalüsaator on inhibiitor; Inimorganismis ensüümid: katalüüsivad kindlaid reaktsioone! 4. REAKTSIOONI TASAKAAL · Pöördumatud reaktsioonid Kulgevad ühes suunas ja lõpuni Mg + O2 2 MgO NaOH + HCl NaCl + H2O · Pöörduvad reaktsioonid Toimuvad mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni 2 SO2 + O2 2 SO3
vaid muudetakse mingiks teiseks liigiks. Seoses seadusega – ei ole võimalik luua igavest jõumasinat, mis töötaks energia tarbimiseta. Ka ei ole võimalik teha tööd, energiat kulutamata. Suletud süsteemi siseenergia muutus ∆ U üleminekul algolekust lõppolekusse on võrdne süsteemile antava soojushulga q ja tema heaks tehtava töö w summaga. Süsteem võib ka energiat kaotada, st teha tööd või anda ära mingi osa soojusest. 4. Entalpia. Soojusülekanne konstantsel rõhul. Soojusmahtuvus. Kumb on suurema molaarse soojusmahtuvusega, kas NO või NO2? Miks? Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul. Enamus reaktsioone toimub keemias konstantsel rõhul ning selle kirjeldamiseks on entalpia. Soojusmahtuvus – soojushulk, mida on vaja teatud ainekoguse temperatuuri tõstmiseks ühe kraadi võrra
Keemilise reaktsiooni kiirus ja seda mõjutavad tegurid loeng Mis on keemiline reaktsioon? Keemilistes reaktsioonides tekivad ühtedest ainetestreaktsiooni lähteainetest teised ained reaktsiooni saadused Kuidas keemilised reaktsioonid toimuvad? + N2 + 3H2 2NH3 Kuidas keemilised reaktsioonid toimuvad? · Selleks, et keemilised reaktsioonid toimuksid on vaja aktiivsete (energiarikaste) osakeste kokkupõrkeid · Selle tulemusena toimub aatomitevaheliste
· Tahkete ainete peenstamine · Katalüsaatori kasutamine · Segamini Katalüüs keemilise reaktsiooni kulgemine katalüsaatori toimel. Katalüsaator aine, mis muudab reaktsiooni kiirust. REAKTSIOONIDE SUUND Pöördumatud reaktsioonid reaktsioonid, mis kulgevad ühes suunas ja lõpuni (tähistatakse ühesuunalise noolega) Lähteainete kontsentratsioon ja seega ka reaktsiooni kiirus vähenevad ning saaduste kontsentratsioo suureneb, kuni reaktsioon lõppeb. Pöörduvad reaktsioonid reaktsioonid, mis toimuvad mõlemas suunas ja ei kulge lõpuni (tähistatakse kahesuunalise noolega) Lähteainete kontsentratsioon väheneb ja saaduste kontsentratsioon suureneb. Pärissuunalise reaktsiooni kiirus väheneb ja vastassuunalise reaktsiooni kiirus suureneb, kuni nad saavad võrdseks saabub tasakaaluolek. Reaktsioon aga ei lõpe, sest tasakaaluolekus jätkuvad mõlemad reaktsioonid võrdsete kiirustega ning ainete
Olekufunktsioonid on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist : tihedus, siseenergia. Konstantse ruumalaga süsteem ei saa paisuda, kui süsteemi ruumala saab muutuda ja väline rõhk on konstantne, siis w=P ex∆V Kalorimeetria – seade, kus soojuse ülekannet mõõdetakse temperatuuri muutuse kaudu. Koosneb reaktsiooninõust, segajast ja termomeetrist. Süsteemi summaarset võimet teha tööd nim tema siseenergiaks (U) 4. Entalpia. Soojusülekanne konstantsel rõhul. Soojusmahtuvus. Kumb on suurema molaarse soojusmahtuvusega, kas NO või NO2? Miks? Entalpia on termodünaamilise süsteemi siseenergia ja rõhuenergia summa. Soojusmahtuvuseks nim soojushulka, mis on vajalik antud ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. Soojusmahtuvus konstantsel ruumalal on sisenergia muudu ja temperatuuri muudu jagatis. Konstantsel rõhul aga entalpiamuudu ja temperatuurimuudu jagatis 5
Kompleks ioonide laengu võrrandi kirjutamisel avaldub seadus selles, et reaktsiooni ühesuguses energiaolekus st.ühesuguste kvantarvuga elektroni. neutraliseerivad vastasnimelise laenguga ioonid, mis moodustavad võrrandi mõlemal poolel peab aatomite sümbolite arv olema 2) Energia miinimum peab elektronide aatomis olema välissfääri. võrdne. 2H2+O2=2H2O Lähteaine masside summa on võrdne minimaalne potensiaalne energia. Mida kaugemal elektron on Kompleksi ühendi tekke näiteks on järgnev reaktsioon: lõppsaaduste masside summaga. (A.larosier 1774) tuumast, seda nõrgemini on ta tuumaga seotud. 1.2 Energia jäävuse seaduse - järgi energia ei tekki ega kao. 3) F..Mundi reegel ühesugust tüüpi orbitaalid täituvad esmalt Kui süsteem on suletud siis energia hulk konstantne
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
halogeenidel, madalam leelismetallidel. Rühma piires elektronegatiivsus üldreeglina järjenumbri kasvamisel kahaneb. Kõrgeim elektronegatiivsus on fluoril, madalaimntseesiumil ning madal teistel leelismetallidel. Redoksreaktsioonid jagunevad: · Molekulide/ioonide vahelised reaktsioonid oksüdeerija ja redutseerija on erinevates ainetes · Molekulisisesed reaktsioonid - oksüdeerija ja redutseerija samas ühendis · Disproportsioneerumisreaktsioon e autoredoksreaktsioon reaktsioon, milles osa sama elemendi aatomitest on oksüdeerijad, osa sama elemendi aatomitest on redutseerijad. Reaktsioonivõrrandite tasakaalustamine Vastavalt massi jäävuse seadusele peab reaktsioonivõrrandis paremal ja vasakul pool olema samapalju ühe ja sama elemendi aatomeid. Lihtsamaid reaktsioone tasakaalustatakse vaatluse teel, alustades keerulisematest ühenditest ja lõpetades lihtainetega. Redoksreaktsioonides peab
Süsteemid liigitatakse suhete alusel ümbritsevaga: Isoleeritud süsteem ei vaheta ümbritsevaga q=U + w= U + P V = ( U + P V ) . energiat, ainet. Suletud süsteem vahetab ümbritsevaga Olekufunktsiooni U + P V =H nimetatakse energiat, ainet mitte. Avatud süsteem vahetab ümbritsevaga nii entalpiaks. Entalpia arvestab lisaks süsteemi energiat kui ainet. siseenergiale ka väliskeskkonna potentsiaalse Olekuparameeter süsteemi olekut iseloomustav energiaga, mis on tingitud süsteemi asetsemisega suurus. Sõltumatuteks olekuparameetriteks võetakse selles keskkonnas. Ühik dzaul (J).
Amfoteersed oksiidid veega ei reageeri Neutraalsed oksiidid Neutraalsetele oksiididele ei vasta ühtegi hapet ega alust Hapete, leeliste ega veega nad ei reageeri Sellesse alaliiki kuuluba ainult 3 mittemetallioksiidi: süsinikoksiid CO (tuntud ka vingugaasina), lämmastikoksiid NO ja dilämmastikoksiid N 2O (tuntud ka naerugaasi nime all) 25. Keemiline reaktsioon (liigitus, näited). Looduses, keemiatööstuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks: o Reaktsioonid, milles reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste ei muutu o Reaktsioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub (redoksreaktsioon) Paralleelsed reaktsioonid Mõnikord kulgeb ühtede ja samade lähteainete vahel mitu erinevat keemilist reaktsiooni
arvutada ka reageerivate gaaside või gaasiliste reaktsioonisaaduste ruumalasid. Gaasilise aine ruumala V leidmiseks tuleb moolide arv n korrutada molaarruumalaga Vm, seega V = n · Vm. Normaaltingimustel Vm = 22,4 dm³ Reaktsioonivõrrandist saab leida reaktsioonis osalevate gaasiliste ainete ruumalade suhet. Keemilise reaktsiooni kiirus: Ainehulga muundumiseks tarvisminev aeg oleneb reaktsioonikiirusest. Reaktsioonikiirust näitab ajaühikus reageerinud lähteaine või moodustunud reaktsioonisaaduse hulk moolides. Reaktsioonikiirus on seda suurem, mida rohkem ajaühikus väheneb lähteaine või suureneb saaduse hulk. Aine hulka iseloomustatakse kontsentratsiooni abil. Lahustunud aine molaarseks kontsentratsiooniks nimetatakse selle aine hulka moolides ühes dm 3 -s lahuses. Mõõtühik: mol/dm 3 . Olgu ajamomendil t1 reaktsioonisaaduse kontsentratsioon c1 ja ajamomendil t2 saaduse kontsentratsiooniks c2. Ajavahemikus t = t2 t1 suureneb
(kui ühtivad kolm kvantarvu n, l, ml, siis peab spinn olema erinev) Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile, mida iseloomustab kvantarvude n, l ja ml kindlate väärtuste kogum, kaks vastupidise spinniga elektroni, mis moodustavad elektronpaari. Hundi reegel - Orbitaalide täitumise järjekord Ühesugust tüüpi orbitaalid (n ja l väärtused orbitaalidel samad, m l aga erinev) täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega. Keemiline reaktsioon - keemil. sidemete katkemine lähteainete ja uute sidemete tekkimine saaduste molekulides Elektronegatiivsus - sobiv suurus elektronisidumisvõime iseloomustamiseks aatomites (L.Pauling, 1932). Tänapäeval- seostatakse EN vastava aatomi ionisatsioonienergia ja elektronafiinsusega (nende poolsummaga) mittepolaarne (homöopolaarne) side polaarne side - Keemiline side on seda polaarsem, mida erinevamad on elementide elektronegatiivsused. Kõige polaarsem side:
halvad soojusjuhid; 4) aktiivsemad mittemetallid VIIA rühmas. 7. Osata määrata etteantud ühendite aineklassi. · Oksiidid koosnevad kahest elemendist, millest üks on hapnik (Al2O3). · Happed koosnevad vesinikioonidest ja happeanioonidest (H2SO4). · Hüdroksiidi koosnevad metalliioonidest ja hüdroksiidioonidest (NaOH). · Soolad koosnevad katioonidest ja anioonidest (KCl). 8. Mis on keemiline reaktsioon? Nimeta seda mõjutavad tegurid. · Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus lähteainetest tekib keemiliste sidemete katkemise/moodustumise tulemusena üks või mitu keemilist ainet saadust. · Kiirust mõjutavad tegurid: 1) reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioon; 2) olek; 3) peenestusaste; 4) temperatuur; 5) katolüsaatori olemasolu; 6) rõhk (gaaside puhul). 9. Keemilised reaktsioonid metallidega
ühesuguses energiaolekus asuvat, st ühesuguste kvantarvudega elektroni.Vastavalt Pauli printsiibile mahub ühele ja samale orbitaalile kaks vastupidise spinniga elektronpaari. Orbitaali täitumise järjekord(Hundi reegel): ühesugust tüüpi orbitaalid täituvad esmalt ühesuguse spinnkvantarvuga elektronidega.Kletskovi reegel:orbitaali energia on määratud kvantarvude summaga n+1, orbitaalide täitumine antud energiatasemel toimub selle summa kasvu järjekorras. Keemiline reaktsioon keemiliste sidemete katkemine lähteainete ja uute sidemete tekkimine saaduste molekulides. Tänapäeval lähtub keemilise sideme teooria Schrödingeri võrrandist.Keemilise sideme tekke üldine füüsikaline alus: valentselektronide kollektiviseerumine-see tunnus võimaldab alati eristada keemilist sidet muudest interaktsioonidest. Keemiline side on seda polaarsem, Mia erinevamad on elemetntide elektronegatiivsused. Ioonside: tekib väga erinevate elektronegatiivsusega elementide puhul
Kütuselemendid _ Kütuse oksüdeerimisel eraldava energia arvel => elektrienergia _ Kütusena: erinevaid gaasilisi või vedelaid aineid (H2, CH4, CH3OH). _ Redutseerijat ja oksüdeerijat tuuakse elementi pidevalt juurde ning saadused viiakse välja. Elektrolüüs _ Elektrolüüs on _ redoksreaktsioon, mis toimub elektrolüüdi lahuses või sulas elektrolüüdis _ elektroodide pinnal elektrivoolu toimel, kus elektrienergia muundub keemiliseks energiaks! _ elektrokeemiline reaktsioon alalisvoolu mõjul, mis reeglina viib aine lagunemisele. Metallide korrosioon _ Korrosioon toimub õhus, looduslikes vetes ja pinnases. _ Metallidekorrosioon on iseeneslikult kulgev oksüdatsioon. _ Korrosioon on alati redoksreaktsioon. _ Keemiline korrosioon Keemilise korrosiooni puhul hävib metall ümbritseva keskkonna mõjul iseenesest, kusjuures metall reageerib keemiliste ainetega osaliselt. Keemiline korrosioon esineb mitteelektrolüütide (bensiin, nafta, õlid) kokkupuutel metalliga
1.1 Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid Reageerivate ainete iseloom vaata metallide aktiivsusrida (vaskul aktiivsemad, paremal vähemaktiivsed), tugevad ja nõrgad happed. Reageerivate ainete kontsentratsioon läheteainete kontsentratsiooni suurendamisel reaktsiooni kiirus kasvab. Gaasi rõhk gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide kiirus rõhu tõstmisel kasvab. Reageerivate ainete kokkupuutepinna suurus reaktsiooni kiirus tahke lähteaine peenestamisel kasvab. Segamine segamisel segunevad reageerivad ained kiiremini ja ühtalsemalt, osakestevahelised põrked sagenevad ning reaktsioon kiireneb. Temperatuur temperatuuri tõstmisel reaktsiooni kiirus kasvab (osakeste energia suureneb). Katalüsaator aine, mis kiirenab reaktsioone. Reaktsioonide kiirenemist katalüsaatori mõjul nimetatakse katalüüsiks (reaktsioonis katalüsaatori kogus ja koostis säilib).
Keemiliselt suhteliselt inertne ning temaga töötamisel puudub plahvatus- ja süttimisoht 1. Vedelike üldomadused. omandavad anuma kuju; ei täida osaliselt täidetud anumat ühtlaselt; ei pruugi seguneda omavahel; on väga vähe kokkusurutavad 1. Viskoossus Vedelikukihtide omadus takistada vastastikku üksteise või vedelikku asetatud keha liikumist (eeta), kg/m*s). Väheneb t° kasvuga. Erijuht: vedelikus võib toimuda reaktsioon (polümeriseerumine). Viskoossus takistust voolamisel st. mida väiksem on viskoossus, seda kiiremini voolab, mida suurem seda aeglasemalt vedelik voolab Viskoossus määratakse vedeliku väljavoolamise kiirusega anumast läbi peenikese ava 1. Pindpinevus energiahulk, mis on vajalik vedeliku pinna suurendamiseks või vähendamiseks ühe pinnaühiku võrra(, N/m). Pindpinevus on jõud, mis rakendub vedeliku pinna osakestele ja on suunatud vedeliku mahu sisse.
aatomi raadius väheneb. Aatomi elektronkihtide mahtuvust iseloomustab vastavalt. Elektronid püüavad reaktsioonides omandada 8 elektronilist väliskihti oktetti. Metalli aatomitel on kergem loovutada 1-3 elektroni, kui liita neid oktetti tekkimisel. Metallid loovutavad elektrone.NT: Na-e- =Na+; Mg 2e- =Mg 2+; Al 3e2 =Al3+ jne. Mittemetallid liidavad elektroone: Cl+e-= Cl-; S +2e- = S2- 3. Keemiline side ja molekuli ehitus keemiline reaktsioon on lähteainete molekulides sidemete katkemine ja saaduste molekulides uute molekulide tekkimine. Reaktsioonides ei muutu aatomite arv ja liik, kuid muutuvad sidemed, mille juures eraldub või neeldub energia. Uue sideme tekke põhjuseks on ühinevate aatomite elektronide kollektiveerumine molekulis, millega võib kaasneda ka laengu ülekandumine. Eristatakse mitmesuguseid sidemetüüpe: kovalentne-, iooniline, metalliline, koordinatiivne-, vesinikside.
osakestevaheline vastastikmõju pV = nRT R – gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/molK (ehk 0.0820 dm3atm/molK); R = poVo/To; po – normaalrõhk (1 atm. ehk 101 325 Pa), To – normaaltemperatuur (0 °C ehk 273.15 K), Vo – molaarruumala normaaltingimustel (22.4 dm3/mol). olekufunktsioonid – funktsioonid, mis sõltuvad olekuparameetritest (siseenergia U, entalpia H, entroopia S, vabaenergia G). on määratud süsteemi olekuga, mitte sellega, kuidas see olek on saavutatud. protsessid soojusvahetuse järgi eksotermiline protsess – energia/soojus eraldub ΔH < 0 nt: keemiliste sidemete moodustamine / ühinemisreaktsioonid; tahkumine, kondensatsioon endotermiline protsess – energia/soojus neeldub ΔH > 0 nt: keemiliste sidemete lõhkumine / lagunemisreaktsioonid; sulamine, aurustumine
annaabi.ee 
