arvu (a) n(N2) = 2/3 and (b) ½. Millised on teiste komponentide sisaldused sellel ajahetkel. Lahendus: (a) Saame kirjutada n(N2) = 1 - = 2/3, seega =1/3. Nüüd n(H2) = 1-3= 0 . n(NH3)=2 =2/3. (b) Tegutsedes samamoodi saame =1/2, is annab n(H2) = 1-3= -1/2. See on aga absurdne tulemus, kuna moolide arv peab olema positiivne. Seega lämmastikku hulk selles süsteemis ei saa võrduda ½. 3. Reaktsiooni järk, elementaarreaktsioon, molekulaarsus Elementaarreaktsioon on reaktsioon kus ei teki vaheühendeid, või ei ole vajalik eeldada nende olemasolu, et kirjeldada keemilist reaktsiooni molekulide tasandil. Elementaarreaktsioon toimub eeldatavasti ühes astmes ning ja toimub ainult üks aine üleminek. Reaktsiooni järk on suurus, mis on arvuliselt võrdne kontsentratsioonide astmenäitajate summaga reaktsiooni kiiruse võrrandis. Reaktsiooni järk defineeritakse ka iga
d) kiiruse sõltuvus segamisest segamine suurendab reaktsiooni kiirust, kuna reageerivad osakesed jaotuvad omavahel ühtlasemalt ning nendevaheline põrgete arv suureneb. e) kiiruse sõltuvus pinna suurusest / peenestusest (tahkete ainete korral) mida suurem on aine pind, seda aeglasemalt toimub reaktsioon. kokkupuutepinna suurenedes reaktsiooni kiirus kasvab; pulbriga toimub reaktsioon kiiremini kui graanulitega etc. REAKTSIOONI MOLEKULAARSUS, JÄRK, MEHHANISM reaktsiooni molekulaarsus – reaktsiooni elementaaraktist osavõtvate osakeste arv (reaktsioonid, mis näevad ette 3 või enama molekuli osavõttu, kulgevad enamasti bimolekulaarsete reaktsioonide kaudu --- kuna selliseid kokkupõrkeid molekulide vahel on loomulikult kõige enam) 1) monomolekulaarne A2 -> 2A 2) bimolekulaarne A + B -> AB; 2A -> A2 3) trimolekulaarne 2A + B -> A2B; 3A -> A3
reaktsioonile. Jadareaktsiooni kiiruse määrab tema võrra suureneb reaktsioonikiirus 2 kuni 4 korda. aeglaseim staadium. T Valemina k 2=k 1 10 , kus on Reaktsiooni molekulaarsus ja järk Molekulaarsus reaktsiooni elementaariaktis osalevate temperatuurikoefitsent, mis jääb vahemikku 2 kuni osakeste arv. Reaktsioonid jaotatakse molekulaarsuse 4. See võrrand on kahjuks üsna ligikaudne. põhjal: Täpsemaid tulemusi annab Arrheniuse võrrand, mis Monomolekulaarsed elementaaraktist võtab osa üks osake
lahusti iseloom (lahuste korral). Massitoimeseadus reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega: reaktsioon: aA + bB yY + zZ, v = kc(A)ac(B)b , kiiruskonstant (k) kontsentratsioonist sõltumatu tegur; reaktsiooni kiirus v = k, kui ainete kontsentratsioonid võrduvad 1-ga. Massitoimeseadus heterogeensetes reaktsioonides tahkete ainete kontsentratsioon c = 1. 2. Reaktsiooni molekulaarsus ja järk, reaktsiooni mehhanism Molekulaarsus reaktsiooni elementaaraktist osavõtvate osakeste (molekulide vms.) arv; monomolekulaarsed (nt. A2 2A), bimolekulaarsed (nt. A + B AB; 2A A2), trimolekulaarsed (nt. 2A + B A2B; 3A A3). Reaktsiooni järk kontsentratsioonide astmenäitajate summa reaktsiooni kiiruse (massitoime seaduse) avaldises: I järku reaktsioonid: v = kc; II järku reaktsioonid: v = kc1c2, v = kc2; III järku reaktsioonid: v = kc1c2c3, v = kc12c2, v = kc13.
lahusti iseloom (lahuste korral). Massitoimeseadus – reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega: reaktsioon: aA + bB → yY + zZ, v = k⋅c(A)a⋅c(B)b , kiiruskonstant (k) – kontsentratsioonist sõltumatu tegur; reaktsiooni kiirus v = k, kui ainete kontsentratsioonid võrduvad 1-ga. Massitoimeseadus heterogeensetes reaktsioonides – tahkete ainete kontsentratsioon c = 1. 2. Reaktsiooni molekulaarsus ja järk, reaktsiooni mehhanism Molekulaarsus – reaktsiooni elementaaraktist osavõtvate osakeste (molekulide vms.) arv; monomolekulaarsed (nt. A2 → 2A), bimolekulaarsed (nt. A + B → AB; 2A → A2), trimolekulaarsed (nt. 2A + B → A2B; 3A → A3). Reaktsiooni järk – kontsentratsioonide astmenäitajate summa reaktsiooni kiiruse (massitoime seaduse) avaldises: I järku reaktsioonid: v = k⋅c; II järku reaktsioonid: v = k⋅c1⋅c2, v = k⋅c2;
ENSÜÜMIKINEETIKA 1. Keemilise kineetika põhimõisted reaktsiooni kiirus aeg, mille jooksul reaktsioon toimub, tähistatakse v tähega. Reaktsiooni kiirus sõltub (enamasti, mõnikord mitte, ntx null-järgu reaktsioon ei sõltu) reageerivate ainete (alg)kontsentratsioonist (ehk kui meil on aine A ja see muutub aineks P, siis kiiruse valem on selline v = d[P]/dt = -d [A]/dt = k [A]). Keemiline kineetika ongi see teadusharu, mis tegeleb reaktsioonide kiiruse uurimisega. kiiruskonstandid kiiruskonstandid on vidinad, mis seovad reaktsioonikiiruse reageerivate ainete kontsentratsioonidega, tähistatakse tähega k (vt ka eelmist mõistet). reaktsiooni järk see näitab, kuidas sõltub reaktsiooni kiirus reageerivate ainete kontsentratsioonidest (kontsentratsioon näitab kui palju ainet ehk selle aine osakesi on meil hetkel lahuses ehk teises aines, mis on keskkonnaks, mäletatavasti on moole avogaadro arvuga sidudes väga lihtne lahti teha osakeste a...
läbi viia) arv. Reaalne kiiruse môôtmine lähteainete ja saaduste kontsentratsioonide muutus ajaühikus. Massitoimeseadus reakts. kiirus on vôrdeline reag. ainete konst.-ide korrutisega. Tegurid: c, T, segamine/raputamine, tahkise peenestusaste, lahusti omadus (kui lahuses), katalüsaator. Näited: 2CO+O2=2CO2 v = kc[CO]2c[O2]; k kiirustkonstant (sôltub T-st); v = k, kui c1*c2 = 1 standardkiirus. Tahkete ainete c alati 1, ei arvesta. II Reaktsiooni molekulaarsus ja järk. Reakt.- järk kiiruse avaldises konts.-ide astmenäitajate summa. Reakt.-i molekulaarsus näitab reakts.-i elementaaraktist osavôtvate osakeste arvu. 1) Monomolekulaarsed reaktsioonid: osaleb 1 molekul (ainult lagunemisreakt.) H22H. 2) Bimolek: H2+I22HI. 3) Trimolek: 2SO2 + O2 2SO3. Näited: Zn + 2HClZnCl2 + H2 (II järk, trimolek., v=k=c(HCl)2; CaCO3 CaO + CO2 (0 järk, v=k); Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH (v=kc(Na2CO3), vee c on const, sest seda väga palju).
Reaktsiooni entroopia entroopia muut keemilises reaktsioonis Entalpia on termodünaamilise keha siseenergia (u) ja rõhuenergia (pv) summa i=u+pv Keemil reaktsioone, mis kulgevad üheaegselt kahes vastupidises suunas, nim pöörduvateks reaktsioonideks. Need reaktsioonid ei lähe lõpuni suunas lähteained -> saadused, vaid tekib mingi tasakaaluline segu komponentidest. Keemiline kineetika käsitleb reaktsiooni kiirusi ja toimumismehhanisme. Reaktsioni molekulaarsus väljendab reaktsiooni elemntaaraktis osalevate molekulide arvu. Monomolekulaarne reaktsioon, bimolekulaarne reaktsioon, trimolekulaarne reaktsioon Keemil reaktsiooni kiirus võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega. Reaktsiooni kiirus oleneb kontsentratsioonist ja temperatuurist, ka katalüüsist. Katalüsaatorid, inhibiitorid Homogeenne katalüüs (reagendid, katalüsaator samas faasis), heterogeenne
Keemiline kineetika ja tasakaal 1. Miks reaktsiooni kiirus enamasti kahaneb reaktsiooni toimumise vältel? Kuna lähteainete kontsentratsioon väheneb reaktsiooni käigus ained reageerivad ära. 2. Millistel juhtudel võib reaktsiooni järk erineda reaktsiooni molekulaarsusest? Ainult lihtreaktsioonide puhul võib reaktsiooni järk ühtida reaktsiooni molekulaarsusega. 3. Milline on järgmiste reaktsioonide molekulaarsus? Millised on nende reaktsioonide kiiruse avaldised (massitoime seaduse järgi) ja reaktsiooni järk? a) N2O4(g) 2 NO2(g), monomolek; I v=kc( N2O4) b) H2(g) + S(t) H2S(g), bimolek; II v=kc( H2) c) 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g), trimolek; II v=kc(CO)2c( O2) d) MgCO3(t) MgO(t) + CO2(g), monomolek; I v=k e) NH4Cl(l) + H2O(v) NH3H2O(l) + HCl(l). bimolek; II v=kc(NH4Cl)c( H2O) 4
kontsentratsiooni- väärtuste astendajateks reaktsioonivõrrandi koefitsiendid. 2)väljendab reageerivate ainete ja reaktsioonisaaduste kontsent- ratsioonide kindlat vahekorda keemilise tasakaalu olekus. 3) on reaktsioonile iseloomulik konstant, mis ei olene reagentide kontsentratsioonidest (oleneb temp.-st). Reaktsioonisegu mis- tahes komponendi lisamisel või eemaldamisel nihkub keemiline tasakaal selliselt, et K säilitab esialgse väärtuse. Reaktsiooni molekulaarsus - Väljendab reaktsiooni elementaaraktis osalevate molekulide arvu. Monomolekulaarne reaktsioon - elementaaraktis osaleb üks molekul. Bimolekulaarse reaktsiooni - elementaaraktis osaleb kaks molekuli. Trimolekulaarse reaktsiooni - elementaaraktis põrkuvad kolm molekuli, Van’t Hoffi reegel : temperatuuri tõusule 10 K vastab reaktsiooni kiiruse kasv 2-4 korda (kehtib ainult teatud reaktsioonide korral ja “sobivas” temperatuurivahemikus)
Teiste sõnadega, Hessi seadus väidab, et mitmes staadiumis toimuva reaktsiooni korral kogu protsessi entalpia muutus (tähistatakse H) on reaktsiooni vaheetappide entalpia muutuste summa (eeldusel, et füüsikalised tingimused lähte- ja lõppolekul on samad). Hessi seadus on energia jäävuse seaduse erijuhtum keemiliste protsesside korral. See seadus võimaldab arvutada reaktsioonide soojusefekte, mis ei ole otseselt määratavad. Nimetatud seaduse avaldas Germain Hess 1840. a. Reaktsiooni molekulaarsus. Molekulaarsuseks nimetatakse keemias elementaarreaktsioonis põrkuvate osakeste (aatomite, molekulide, ioonide, radikaalide) arvu, st ühes reaktsiooni elementaarstaadiumis osalevate osakeste arvu. Seda suurust kasutatakse keemiliste reaktsioonide iseloomustamisel. Molekulaarsuse järgi jagatakse elementaarreaktsioonid: · monomolekulaarne reaktsioon, milles osaleb üks osake (molekul A dissotsieerub või isomeriseerub produkti(de)ks)
110. Määrake kindlaks vesilahuses toimuva elektrolüüsi tõenäolised saadused, kasutades standardpotentsiaale. 5 111. Arvutage elektrolüüsi käigus tekkinud saaduse hulk. 112. Selgitage korrosiooni nähtust ja nimetage vahendeid, mis kaitsevad rauda korrodeerumise eest. Keemiline kineetika 113. Defineerige reaktsiooni kiirus, kiiruskonstant, poolestusaeg, reaktsiooni järk ja reaktsiooni molekulaarsus. 114. Selgitage kineetika põhipostulaati. 115. Selgitage nulljärku reaktsiooni kineetika põhimõtteid ja kirjutage võrrand. 116. Selgitage esimest järku reaktsiooni kineetika põhimõtteid ja kirjutage võrrand. 117. Selgitage teist järku reaktsiooni kineetika põhimõtteid ja kirjutage võrrand. 118. Võrrelge esimest ja teist järku reaktsioone. 119. Tehke eksperimentaalsete andmete põhjal kindlaks reaktsiooni järk, kiiruse võrrand ja kiiruskonstant. 120
saaduste tekkimise suunas, endotermilise reaktsiooni (H < 0) korral saaduste vähenemise (lagunemise) suunas. Reaktsioonide kiirus: Vastavalt massitoimeseadusele on keemil.reaktsiooni kiirus võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega. Kui reageeriva aine kontsentratsioon on järjestikustel ajamomentidel t1 ja t2 vastavalt c1 ja c2, siis avaldub kontsentratsioonimuutuse keskmine kiirus v järgmiselt: V= (c2 - c1): (t2 - t1)Reaktsiooni molekulaarsus: -Väljendab reaktsiooni elementaaraktis osalevate molekulide arvu.Reaktsiooni järk: Reaktsiooni järku iseloomustab kontsentratsioonide astmenäitajate summa reaktsioonikiiruse kineetilistes võrrandites: I järku reaktsioon : v = k1c , II v = k2 c1 c2, Reaktsioonikiiruse olenevus kontsendratsioonist ja temperatuurist: *Pöörduva reaktsiooni korral väljendab kiiruse olenevust tasakaalukonstandi avaldis. *Ühesuunalise
dt dt V i V dt = #/V n d i V dc i Kui V on kontsantne, siis dt dt Seega reaktsioonile aA+bB=dD+eE saame kiiruse väljendada 1 dA 1 d B 1 d D 1 d E r a dt b dt d dt e dt Reaktsiooni kiiruse ühikuteks on tavaliselt mol/(dm3s) või kmol/(m3s) 3. Reaktsiooni järk, elementaarreaktsioon, molekulaarsus Võrrandit, mis kirjeldab reaktsiooni kiiruse r sõltuvust reaktsiooni komponenetide i kontsentratsioonidest ci nimetatakse reaktsiooni kiiruse võrrandiks: r f(c A ,c B ,c D ,c E ,...,c N ) r kA B .... L Ideaalses süsteemis: = kcAcB......cL (1.17) Kiiruse võrrandis on k kiiruskonstant ning , ja on täisarvud või pool täisarvud. Kiiruskontsant k on
Kordamisküsimused 2020/2021 õppeaastal YKI0160 Keemia 1. Mateeria ja aine mõisted. Mateeria- kogu meid ümbritseva maailma mitmekesisus oma nähtuste ja asjade koguga. Mateeria peamised avaldumisvormid: aine ja kiirgus Aine on mateeria vorm, mis omab kindlat või püsivat koostist ja iseloomulikke omadusi (vesi, ammoniaak, kuld, hapnik) 2. Aine massi jäävuse seadus. 1748 (M. Lomonossov) (Hiljem ka Lavoisier) Reaktsioonist osavõtvate ainete mass on konstantne. Reaktsiooni astuvate ainete masside summa on võrdne reaktsioonil tekkinud ainete masside summaga. 3. Energia jäävuse seadus. 1760 Energia ei kao ega hävi ega teki iseenesest, vaid üksikud energialiigid võivad muunduda teisteks ekvivalentses suuruses. 1905 A. Einstein ΔE = Δm*c2 Süsteemi kogumass, mis koosneb ainemassist ja süsteemi energiale vastavast massist, on ajas muutumatu suurus. 4. Keemilise...
k B (Bolstmani konstant) on J/K. Kiiruse ühik on molaarsus sekundis v=M/s, kuna aega ei ole selles võrrandis, siis seetõttu tuleb sisse kiiruskonstant. Kiiruskonstantide ühikud sõltuvad sellest, mis järku reaktsioonide kiiruskonstandid nad on. v+ = k+[A]a[B]b kui a=b=1, siis k+=v+/[A][B] M/sMM=1/Ms Erinevused reaktsiooni kiirustes saavadki toimuda tänu erinevatele k väärtustele. Ensüüm suurendab k väärtust! Reaktsiooni järk ja molekulaarsus Järk on kontsentratsioonide astmenäitajate summa reaktsioonikiiruse avaldises. Kui a=b=1, siis järk=1+1=2. Kogu reaktsioon on teist järku. Näites on pärisuunaline a+b järku, vastassuunaline on u+r järku. Reaktsiooni järk on puhtalt kineetiline suurus, sest ta defineeritakse kiirusavaldise kaudu. Järk võib seega olla ka mitte täisarvuline keerulisemate reaktsioonide puhul. Aine A ja aine B suhtes on reaktsioon aga vastavalt a ja b järku. Kiiruskonstandi järk= kogu reaktsiooni järk
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
