Tasakaalus olev süsteem ei muutu päri- ega vastassuunas, kuni talle ei rakendata välist mõju. Dünaamilise tasakaalu korral päri- ja vastassuunalised protsessid küll toimuvad, kuid võrdse kiirusega. Tasakaaluolekus ei ole päri- ega vastassuunalised protsessid iseeneslikud ehk: Ssum = 0 Keemilise reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete molaarsete kontsentratsioonidega (teisiti nimetatakse seda ka keemilise kineetika põhipostulaadiks). Tasakaalukonstant on päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhe. Keemilisele tasakaaluolekule vastab Gibbsi vabaenergia miinimum, s.t G = 0 38. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid. Keemilise tasakaalu tunnused: • toimuvad nii päri- kui vastassuunaline reaktsioon • mõlemad nimetatud reaktsioonid toimuvad võrdse kiirusega Tasakaalumoment saabub kui päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused muutuvad võrdseteks. Pöörduva protsessi tasakaal
entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandileΔG = ΔH –TΔS 4. Keemilise tasakaalu ja reaktsiooni suuna kriteeriumid (Q ja K abil) Tasakaalukonstandi väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb: K suur väärtus (K>1) => tasakaalulisesreaktsioonisegus on ülekaalus saadused. K on väike (K < 1) => tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained 5. Reaktsiooni Gibbsi energia muut. Reaktsiooni isotermi võrrand (van’t Hoff). 6. Termodünaamiline tasakaalukonstant ning tema avaldised rõhkude ja kontsentratsioonide kaudu. 7. Tasakaalukonstant lahustes ja heterogeensete süsteemide korral. 8. Kirjeldage Le Chatelier’ printsiibi alusel, kuidas muutub reaktsioonisegu tasakaaluline koostis, kui lisada või eemaldada reagente, segu kokku suruda või lasta sellel paisuda või muuta temperatuuri. 9. Millised järgmistest väidetest on õiged, millised mitte (kui valed, siis põhjenda, miks)? a) Tasakaalu saabumisel reaktsioon peatub.
CO _ _ x x Cl2 _ _ x x 1+x (^2/ (1+) ^2 )/(((1-))/((1+)))=^2 T= 1000 K P= 1 atm eratuuril 298 , ja reaktsiooni tasakaalukonstant (Kp) 298 K juures kasutades käsiraamatu termodünaamiliste _298^0=_298^0-T _^0=- ln _ _298^0 _298^0=_(,298)^0()+_(,298)^0(2) - _(,298)^0(2) = -110,53+219,50 = 8)^0 "(CO)+" _(,298)^0 "(Cl2) - " _(,298)^0 "(COCl2) "= 136.89 J/mol*K 8970-298136,89= 68176.78 J/mol = 68.18 kJ/mol _298^0)/)=^(-/(8,314298))=
Peetagu meeles, et ikka on saaduste kontsentratsioonid (vastavates astmetes) murrujoone peal ja lähteained all. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti (Kc), mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli reaktsioonide korral, kus kõik ained on vesilahustes või vedelikud. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp). Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on tasakaalusegus saadusi, st reaktsiooni tasakaal on nihutatud paremale saaduste tekke suunas. Le Chatelier' printsiip Kuna tasakaalusegus võib olla nii lähteaineid kui saadusi, siis kuidas saavutada just saaduste võimalikult kõrge sisaldus ehk kuidas nihutada tasakaalu paremale saaduste tekke suunas. Hinnangut võimaldab anda Le Chatelier' (Henry Le Chatelier, 1850...1936) printsiip.
moodustavad koordinatsioonisfääri. Neutraalne sisesfäär dissotsieerub (laguneb) lahuses vähesel määral. Koordinatsiooni sisesfäär kirjutatakse valemis nurksulgudesse. See võib olla kas elektroneutraalne või omada positiivset või negatiivset laengut (kompleksanioon või -katioon). Kompleksühendi sisesfäär on üldiselt püsiv ja seda püsivust iseloomustatakse ebapüsivuskonstandiga. Kompleksi ebapüsivuskonstant on selle dissotsiatsioonireaktsiooni tasakaalukonstant. 4. atmosfääri koostis v: Maa atmosfäär - 78% lämmastik, 21% hapnik, 0,93% Argoon jm väärisgaasid. Muutuvad komponendid on peamiselt co2(keskmiselt 0,04%), veeaur (kuni 2%), Hg-aur. Juhuslikud komponendid on nt tööstusrajoonides esinevad ühendid nagu so2 h2s co nh3 jt. Atmosfääri ülakihtides leidub ka osooni (o3), kogu atmosfääris co2. Leidub ka väga vähe aeroioone. 5. millistel juhtudel ioonreaktsioonid lähevad lõpuni, iga korral näide.
läbi viia. Reaktsiooni soojusefekt sõltub süsteemi alg- ja on tema puhas vorm rõhul 1bar (u 1 atm) lõppolekust, aga mitte protsessi läbiviimise viisist ega Suletud süsteem puudub ainevahetus ümbrusega, aga reaktsiooni vahestaadiumitest. võib toimuda energiaülekanne kas töö või soojusena Heterogeenne süsteem süsteem, mis koosneb mitmest Tasakaalukonstant on päri- ja vastassuunaliste erisuguste omadustega osast faasist. reaktsioonide kiiruskonstantide suhe. Tasakaalu korral on Homogeenne süsteem süsteem, mille omadused on kõikide reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonid tema kõigis osades ühesugused või muutuvad ühest kohast omavahel seotud. teise üleminekul pidevalt. TDI energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia
amfiprotoonne aine. Amfiprotoonsuse tõttu toimub ka puhtas vees prootoni ülekanne ühelt vee molekulilt teisele-vee autoprotolüüs. Autoprotolüüsi tasakaal püstitub väga kiiresti, kuid on nihutatud vasakule (KW = 10-14). Autoprotolüüsi tasakaalu tõttu on H3O+ ja OH- ioonide kontsentratsioonid vees alati omavahel seotud. H3O+ ja OH- ioonide kontsentratsioonide numbriliseks väljendamiseks kasutatakse keemias enamasti pH skaalat: pH=-log[H+] Keemiline tasakaal, tasakaalukonstant (termodünaamiline kontsentratsiooniline)- Le Chatelier printsiip- kui mingi välismõju (temp, rõhk, konts.) rikub keemilist tasakaalu, siis kulgevad süsteemis selle mõju tagajärgi vähendavad reaktsioonid, mis viivad süsteemi uude tasakaaluolekusse. wW + xX yY + zZ Tasakaalukonstant K= Vee ioonkorrutis valemi tuletamine- 2H2O = H3O+ + OH- K= K[H2O]2= Kw= [H3O+][OH-] -logKw=-log[H3O+]-log[OH-] pKw = pH + pOH Nõrkade hapete ja aluste dissotsiatsioonikonstandid-
3. Keemiline tasakaal on keemilise süsteemi püsiv olek, mis saabub pöörduva keemilise reaktsiooni kulgemise tulemusena. See on süsteemi ajaliselt püsiv olek, mille puhul vaadeldav keemiline reaktsioon kulgeb päri- ja vastassuunas ühesuguse kiirusega, mistõttu reaktsioonisegu koostis ei muutu. Reageerivate ainete kontsentratsioonid tasakaalu-olekus sõltuvad nii temperatuurist kui ka lähtesegu koostisest, kuid kontsentratsioonide korrutiste suhe, tasakaalukonstant, on kindlal temperatuuril jääv. 4. Reaktsiooni kiirus on keemias reaktsioonis osaleva aine kontsentratsiooni muutus ajaühikus. Sõltub: b.i.1. Aine iseloomust b.i.2. Kontsentratsioonist b.i.3. Temperatuurist b.i.4. Kokkupuute pinnast (segamine) b.i.5. Katalüsaator (inhibiitor) 5
energia väheneb (GP,T < 0) *Kui G saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. *Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS Heterogeenne tasakaal *Homogeensete tasakaalude korral on lähteained ja saadused samas faasis *Heterogeenne tasakaal kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas *Siis tasakaalukonstant sisaldab ainete kontsentratsioone või osarõhkusi reaktsiooni toimumise faasis pöörduv reaktsioon CaCO3 (t) CaO (t) +CO2 (g) K= [CO2]; Kp= pCO2 Tasakaalukonstant Kc= [C]c [D]d / [A]a [B]b *Kc on iseloomulik konstant, mis oleneb temperatuurist, kuid ei olene reageerivate ainete kontsentratsioonist. *Kui reaktsioonis osalevad gaasilised ained: Kp= [pC]c [pD]d / [pA]a [pB]b *Tasakaalukonstandi väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb:
väheneb (GP,T < 0) *Kui G saab võrdseks nulliga, siis on süsteem saavutanud tasakaaluoleku ning iseeneslikult sellest enam väljuda ei saa. *Kui temperatuuri ei ole konstant, siis saab otsustada reaktsiooni suuna üle reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS Heterogeenne tasakaal *Homogeensete tasakaalude korral on lähteained ja saadused samas faasis *Heterogeenne tasakaal kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas *Siis tasakaalukonstant sisaldab ainete kontsentratsioone või osarõhkusi reaktsiooni toimumise faasis pöörduv reaktsioon CaCO3 (t) CaO (t) +CO2 (g) K= [CO2]; Kp= pCO2 Tasakaalukonstant Kc= [C]c [D]d / [A]a [B]b *Kc on iseloomulik konstant, mis oleneb temperatuurist, kuid ei olene reageerivate ainete kontsentratsioonist. *Kui reaktsioonis osalevad gaasilised ained: Kp= [pC]c [pD]d / [pA]a [pB]b *Tasakaalukonstandi väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb:
DeltaG=DeltaH-T DeltaS ja DeltaG=-TDeltaSsum 33. Keemiline potentsiaal. Keemiline potentsiaal iseloomustab aine liikumist (üleminekut) kõrgema potentsiaaliga olekust madalama potentsiaaliga oleku poole. Tasakaaluolekus on keemilised potentsiaalid võrdsed. 34. Keemiline tasakaal, tasakaalukonstantide erinevad avaldusvormid. Keemilise reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete molaarsete kontsentratsioonidega (teisiti nimetatakse seda ka keemilise kineetika põhipostulaadiks). Tasakaalukonstant on päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhe. 35. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Keemilisele tasakaalule vastab olukord, kus päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused on võrdsed. Seega tasakaalukonstant on päri- ja pöördsuunalise reaktsiooni kiiruskonstantide jagatis. 36. Reaktsiooni kiirus, massitoimeseadus.
K c= [ A ]a∗[ B]b [A]...[D]– ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a, b, c ja d– koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstanti (Kc), mis on avaldatud molaarsete kontsentratsioonide kaudu, kasutatakse sageli reaktsioonide korral, kus kõik ained on vesilahustes või vedelikud. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp) pcC∗p dD K p= a b p A∗p B pA…pD- gaasiliste ainete A...D osarõhud atm. Kui reaktsioonis osaleb lisaks gaasidele ka tahkeid või vedelas olekus aineid, siis ei panda neid tasakaalukonstandi avaldisse, sest tahke aine ja puhta vedeliku kontsentratsioon on püsiv suurus, mille võib viia tasakaalukonstandi sisse. Nii sisaldab järgmise reaktsiooni tasakaalukonstandi avaldis vaid CO2 osarõhku
Biokeemia töö (14.10.15) kordamine 1. Termodünaamika esimene seadus: Energia ei saa tekkida ega hävida. Energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub energiahulgaga, mis seadmest välja voolab. Termodünaamika teine seadus: Kõigis looduslikes protsessides entroopia kasvab. Soojus liigub kuumemast kohast külmemasse kohta. Entalpia väljendab süsteemi siseenergia (U), rõhu (p) ja ruumala (V) vahelist seost. (H=U+pV) Entroopia kirjeldab süsteemi korratuse kasvu ja/või protsesside käigus süsteemis aset leidva energia kvaliteedi langust. 2. Keemiline kineetika on füüsikalise keemia osa, mis tegeleb reaktsioonide kiirustega. Reaktsiooni kiirus on lähteaine kadumise või saaduse tekke kiirus. ...
16. Milline on seos Gº ja tasakaalukonstandi vahel (valem, ühikud)? delta Gibbsi arvutamine tasakaalukonstandi kaudu. G = G°+RTlnK, kus K arvutamiseks tuleb kirjutada saadused lugejasse ja algained nimetajasse (astmenäitajad!) 17. Reaktsiooni: glükoos6fosfaat fruktoos6fosfaat Gº on +1,7 kJ/mol. Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos6fosfaati või fruktoos6fosfaati? G6P F6P Gº = 1,7 kJ/mol (reaktsioon toimub normaalrõhul ja 25ºC juures) Reaktsiooni tasakaalukonstant K R=8,314 J/K*mol T=298K G = 1,7 kJ/mol = 1700 J/mol (eq näitab, et tegemist on tasakaaluliste reaktsioonidega ingl. equilibrium) K = ([C]c[D]d/ [A]a[B]b)eq (saadused/lähte) Gº = RT ln K K = e G º/ RT K = e G º/ RT = e (1700 / (8,314 * 298)) = 0,504 = ([F6P]/[G6P])eq Asjaolu, et K<1, lubab meil samuti öelda, et reaktsiooni tasakaal on nihutatud vasakule. Teades tasakaalukonstandi väärtust võime leida G6P ja F6P suhtelise hulga tasakaaluolekus. Arvestades, et
21. . Ensüüm katalüüsib pöörduvat reaktsiooni A B. Mis hakkab toimuma ensüümi lisamisel aine B lahusele? Hakkab moodustuma ainet A 22. Vaatame pöördumatut reaktsiooni A B. Kuidas avaldub reaktsiooni kiirus aine A kontsentratsiooni kaudu? v=d(A)/-dT 23. Mitmendat järku reaktsiooniga on tegemist? E+L=EL 2.järku EL=E+L 1 järku 24. Ensüümi E tasakaalulisel seostumisel ligandiga L moodustub ensüüm-ligand kompleks EL. Kuidas avalduvad dissotsiatsiooni- ja assotsiatsiooni tasakaalukonstant ühendite kontsentratsioonide kaudu? Millised on vastavate tasakaalukonstantide mõõtühikud? Dissotsiatsioon Koff=(E)(L)/(EL) Assotsiatsioon Kon=(EL)/(E)(L) Dissotsiatsiooni ühik M ja assots. Ühik 1/M 25. Millest võib sõltuda keemilise reaktsiooni kiiruskonstant? Temperatuurist ja katalüsaatori juuresolekust. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist ja reageerivate ainete konsentratsioonist 26
reaktsioonide kiirused saavad võrdseks, ainete kontsentratsioonid enam ajas ei muutu ja tekkinud segus on sõltuvalt tingimustest rohkem või vähem kõiki reaktsioonis osalevaid aineid = TASAKAAL · Keemilisele tasakaaluolekule vastab Gibbsi vabaenergia miinumum, s.t · Homogeensete tasakaalude korral on lähteained ja saadused samas faasis · Heterogeenne tasakaal kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas. · Millest sõltub/ei sõltu tasakaalukonstant ning mida näitab tasakaalukonstandi väärtus? · Tasakaalukonstant on iseloomulik konstant, mis oleneb temperatuurist, kuid ei olene reageerivate ainete kontsentratsioonist. · Tasakaalukonstanti väärtus näitab kuidas reaktsioon kulgeb: o K suur väärtus (K>1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus saadused o K on väike (K<1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained · Reaktsiooni suund:
Füüsikaline keemia Kristian Leite Materjalid/ainet andis Kalju Lott TD mõisted Termodünaamiline süsteem ruumiosa, mida iseloomustavad kindlad termodünaamilised suurused. See on eraldatud ümbritsevast piirpinnaga. Olekuparameetrid termodünaamilist süsteemi iseloomustavad suurused n. U,H,G,F. Olekuvõrrand Parameetrite omavaheline sõltuvus n. ideaalgaasi olekuvõrrand Olekufunktsioon süsteemi olekust sõltuv suurus, sellele vastandub protsessifunktsioon (vt.all). On täisdiferentisaalina Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, sõltub protsessi läbiviimise viisist, tähistatakse väiketähega (töö w, soojushulk q) Homogeenne süsteem süsteem, kus omadused on kõikjal ühesugused või muutuvad ühtlaselt Heterogeenne süsteem süsteem, mille võib jaotada erinevate omadustega osadeks (faasid) Faasid süsteemi osad, mida iseloomustavad faasisiseselt ühtlased termodünaamil...
keskm 2 sisseO2 m mRT õ cväljaO2 ja [8] c* = . väljaO2 m mO2 Esiteks aga leiame faasidevaheline tasakaalukonstant [9] m = , 1 - (K G + K - z + + K + z - )c 0,75 kus KG = 0,08; K+ = 0,16; K- = 0,20; mO2 väärtus võtame tabelist 1 interpoleerimise teel saame (Lisa) 21°C juures => (21-22)/(20-21)*(30,67-29,83)+29,83=30,67 ja c = 0,014 mol/l alg soola kontsentratsioon lahuses. 30,67 Siis m = = 31,31 molO2/l,
protsesside tasakaalu. Püsival P ja T sõltub G väärtus ainult süsteemi koostisest. Iseeneslike protsesside puhul alati G<0 järelikult soodustab neid protsesse entalpia vähenemine (H<0) ja entroopia suurenemine (S>0). Gibbsi energia määrab reaktsiooni toimumise võimaluse. Pöörduvad reaktsioonid: - Keemilisi reaktsioone, mis kulgevad üheaegselt kahes vastupidises suunas.Tasakaalureaktsioonid: Selliste reaktsioonide tasakaaluolekut kirjeldab tasakaalukonstant K, mis arvestab reaktsioonivõrrandi kordajaid. Niisiis tasakaalukonstant: *on murd, mille lugejaks on reaktsioonisaaduste tasakaalu- kontsentratsioonide korrutis ja nimetajaks lähteainete tasakaalu- kontsentratsioonide korrutis. *väljendab reageerivate ainete ja reaktsioonisaaduste kontsent- ratsioonide kindlat vahekorda keemilise tasakaalu olekus. * on reaktsioonile iseloomulik konstant, mis ei olene reagentide kontsentratsioonidest.Massitoimeseadus: keemil
reaktsiooni entalpiamuudu ja entroopimuudu koosmõju järgi vastavalt võrrandile G = H TS 40. Keemiline tasakaal, tasakaalukonstantide erinevad avaldusvormid. Tasakaalukonstandi vaartus naitab kuidas reaktsioon kulgeb: K suur vaartus (K>1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ulekaalus saadused K on vaike (K < 1) tasakaalulises reaktsioonisegus on ulekaalus lahteained. 41. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist. Igal reaktsioonil on kindel tasakaalukonstant, mis muutub temperatuuri muutudes. Osadel ainetel laheb vaiksemaks, teistel suuremaks. 42. Reaktsiooni kiirus, massitoimeseadus. Reaktsiooni kiirus on alati positiivne suurus. Miinusmärk näitab, et reaktsiooni kulgedes kiirus väheneb. Reaktsiooni kiiruse ühikuks on reeglina mol/l·s. 43. Reaktsiooni järk. Reaktsiooni jark on suurus, mis arvuliselt vordub kontsentratsioonide astmenaitajate summaga reaktsiooni kiiruse vorrandis. 44
reaktsioonide puhul ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu, vastassuunalised protsessid kulgevad ühesuguse kiirusega. Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc). [A]...[D] ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm 3 (A, B on lähteained, C, D on saadused) a, b, c, d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp). pA...pB gaasiliste ainete A...D osarõhud atm Kp ja Kc vahel kehtib seos R universaalne gaasikonstant J*mol-1*K-1 T absoluutne temperatuur K n - gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsioonis Mida suurem on Kp või Kc, seda rohkem on reaktsiooni tasakaal nihutatud saaduste tekke suunas. Le Chatelier' printsiip võimaldab anda hinnangut, kuidas nihutada reaktsiooni tasakaalu saaduste tekke suunas
keskm 2 sisseO2 m mRT õ cväljaO2 ja [8] c* = . väljaO2 m mO2 Esiteks aga leiame faasidevaheline tasakaalukonstant [9] m = , 1 - (K G + K - z + + K + z - )c 0,75 kus KG = 0,08; K+ = 0,16; K- = 0,20; mO2 väärtus võtame tabelist 1 (Lisa) 21°C juures => 30,25 ja c = 0,0206 mol/l keskmine soola kontsentratsioon lahuses. 30,25 Siis m = = 30,99 molO2/l,
ajaühikus. [mol/dm3*s] Temperatuuri tõstmine 10 ° C võrra suurendab reaktsioonikiirust kaks kuni neli korda. t 2−t 1 V t =V t × γ × 2 1 10 Vt1 – reaktsiooni kiirus temperatuuril t1 Vt2 – Reaktsiooni kiirus temperatuuril t2 γ −¿ reaktsiooni temperatuuritegur ( γ ≈ 2−4 ¿ Katalüsaatorid – tõstavad reaktsiooni kiirust Inhibiitor – aeglustavad reaktsiooni Töö käik Raud(III)kloriid ja NH4SCN tasakaalukonstant FeCl3 + 3NH4SCN Fe(SCN)3 + 3NH4Cl 1 3 [ Fe ( SCN )3 ] × [ NH 4 Cl ] K c= 1 3 [ FeCl3 ] × [ NH 4 SCN ] Anda hinnang, kuidas nihkub tasakaal järgmistel juhtudel: 1. FeCl3 kontsentratsiooni suurendamine – saaduseid ehk produkte tekib rohkem 2. NH4SCN kontsentratsiooni suurendamine – produkte tekib rohkem 3
G = Gº + RT ln ([produktid]/[lähteained]) Gº on reaktsiooni standardne vabaenergia muutus Standardtingimused: Kõikide ainete kontsentratsioon on 1 M (1 mol/l) Solvent on puhas solvent, temperatuur 25º C, rõhk 1 atm Biokeemias tehakse erand vesinikioonide kontsentratsioonile [H+], mis on standardtigimustel 10-7M ehk pH = 7,0. Tähistatakse Gº` Gº seos reaktsiooni tasakaalukonstandiga aA + bB cC + dD Reaktsiooni tasakaalukonstant K K = ([C]c[D]d/ [A]a[B]b)eq K = [produktid]eq/[lähteained]eq G = Gº + RT ln ([C]c[D]d/[A]a[B]b) ja arvestades, et tasakaaluolekus on G = 0 saame 0 = Gº + RT ln K Gº = - RT ln K ehk K = e -Gº/RT Gº näitab reaktsiooniga kaasnevat muutust vabaenergias kui reaktsioon toimub standardtingimustel G näitab reaktsiooniga kaasnevat muutust vabaenergias kui reaktsioon toimub vabalt etteantud kontsentratsioonide juures Vabaenergia arvutamine
kompleks. Kompleksühendite dissotsiatsioon on tasakaaluprotsees: ioone tuleb lahusesse seni kaua, kuni teatud tingimustes tekib sellele ühendile soodne olukord, rohkem pole vaja lahusesse ioone anda. [AgI3] sisesfääri dissotsiatsioon: [Ag(SO4)2]3 dissotsiatsioon: [Ag(SO4)2]3 Ag(SO4) + SO42 Ag(SO4) Ag+ + SO42 LAHUSES ON NII DISSOTSEERNUD KUI KA SISSOTSEERUMATA OSAKESI TEATUD TASAKAALUSLISES KOGUSES. Mingi järgu dissotsiatsiooni tasakaalukonstant on dissotseerunud ioonide kontsentratsioonide (aktiivsuste) korrutise jagatis dissotseerumata ioonide kontsentratsiooniga (aktiivsustega). Seejuures igas järgus võrreldakse SELLE JÄRGU SISEST dissotseerunud vormi ja dissotseerumata vormi. Üldine dissotsiatsiooni konstant iseloomustab aga kompleksi üldist püsivust või tegelikult ebapüsivust ja seetõttu nimetatakse seda ka kompleksühendi ebapüsivuskontsandiks. See
Eksperimentaalne töö 1 Ainete kontsentratsiooni muutuse mõju tasakaalule Töö ülesanne ja eesmärgid Le Chatelier’ printsiip – reaktsiooni tasakaalu nihkumise uurimine lähteainete ja saaduste kontsentratsiooni muutumisel. Sissejuhatus Tasakaalukonstant aA + bB → cC + dD c d [C ] ∙ [ D ] K c= a b [ A] ∙[B] [A]...[D] – ainete A...D kontsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 A, b, c, ja d – koefitsiendid 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 - lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale. temperatuur – temperatuuri tõstmine nihutab endot...
TTÜ keemiainstituut Anorgaanilise keemia õppetool YKI0020 Keemia alused Laboratoorne Töö pealkiri: töö nr. Õpperühm: Töö teostaja: Õppejõud: Töö teostatud: Protokoll Protokoll esitatud: arvestatud: EKSPERIMENTAALNE TÖÖ 1 Ainete kontsentratsiooni muutuse mõju tasakaalule Töö ülesanne ja eesmärk Le Chatelier' printsiip reaktsiooni tasakaalu nihkumise uurimine lähteainete ja saaduste kontsentratsiooni muutmisel. Sissejuhatus Pöörduvad reaktsioonid on reaktsioonid, mis kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus on nii lähteaineid kui saadusi. Keemiline tasakaal - fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaa...
Katseklaas Tasakaalu nihkumine 1 Võrdluseks 2 Lähteainete suunas 3 Lähteainete suunas 4 Saaduste suunas Kirjutada reaktsiooni konstandi avaldus ja anda selgitus keemilise tasakaalunihkumise kohta teises, kolmandas ja neljandas katseklaasis. Reaktsiooni tasakaalu konstandi avaldis: , kus K on tasakaalukonstant Teises ja kolmandas katses liigub tasakaal lähteainete suunas, kuna katseklaasi lisatakse ühte lähteainet. Neljandas katses aga saaduste suunas kuna katseklaasi lisatakse ühte saadust. Järeldused: Et liigutada keemilist reaktsiooni lähteainete suunas, peab reaktsiooni lisama rohkem (vajalikku) lähteainet ning tasakaalu nihutamiseks saaduste suunas, peab vastavalt olema lähteained madalama konentratsiooniga või lisada reaktsiooni juba varem olemasolevat lsaadust.
AST katalüüsib aminohapete rühma ülekannet aspartaadilt a-ketoglutaraadile, tekib OAA ja glutamaat ning ALT vastavalt alaniinist a-ketoglutaraadile, tekivad Pyr ja glutamaat. Transamiinimise kataboolne roll on aminohapete aminorühma kanaliseerimine glutamaati , sest ainult glutamaat allub oksüdatiivsele desamiinimisele. Seega glutamaat on inimkeha keskne aminohape. Aminotransferaaside koensüümiks on püridoksaalfosfaat (vitamin B6 derivaat). Transamiinimisreaktsioonide tasakaalukonstant ~1 näitab, et vajaduse korral võib toimuda kas kataboolne aminohapete aminorühma eemaldamine või AH süntees aminorühma ülekande abil vastavatele a-ketohapetele. ALT ja AST on maksa- ja lihaskahjustuste tüüpmarkerid. Glutamaadi oksüdatiivne desamiinimine toimub mitokondrites glutamaadi dehüdrogenaasi toimel, mida on rohkesti maksas, neerudes ja teistes kudedes. Glu DH tegevus on hästi reguleeritud. Kui energiatase on madal, aktiveeritakse Glu DH allosteeriliselt ADP ja GDP- ga
delta Gibbsi arvutamine tasakaalukonstandi kaudu. G = G°+RTlnK, kus K arvutamiseks tuleb kirjutada saadused lugejasse ja algained nimetajasse (astmenäitajad!) 17. Reaktsiooni: glükoos6fosfaat fruktoos6fosfaat Gº on +1,7 kJ/mol. Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos6fosfaati või fruktoos6fosfaati? (võivad olla erinevad reaktsioonid) G6P F6P Gº = 1,7 kJ/mol (reaktsioon toimub normaalrõhul ja 25ºC juures) Reaktsiooni tasakaalukonstant K R=8,314 J/K*mol T=298K G = 1,7 kJ/mol = 1700 J/mol (eq näitab, et tegemist on tasakaaluliste reaktsioonidega ingl. equilibrium) eq (saadused/lähte) K = ([C]c[D]d/ [A]a[B]b) G º/ RT Gº = RT ln K K =e G º/ RT (1700 / (8,314 * 298)) = 0,504 = ([F6P]/[G6P]) K = e = e eq
läheduses. Reaktsioonientroopia - entroopiamuut keemilises reaktsioonis s.o. reaktsioonisaaduste entroopiate summa miinus lähteainete entroopiate summa. Gibbsi energia - entalpiat ja entroopiat ühendav termodünaamiline funktsioon G = H - TS ; G - Gibbsi energia ; H – entalpia ; S – entroopia. Gibbsi energia abil on mugav väljendada keemiliste protsesside tasakaalu. Tasakaalureaktsioonid- Selliste reaktsioonide tasakaaluolekut kirjeldab tasakaalukonstant K, mis arvestab reaktsioonivõrrandi kordajaid. H2 (g) + I2 (g) = 2HI (g) ; K = HI2 : H2I2 Tasakaalukonstant 1) on murd, mille lugejaks on reaktsioonisaaduste tasakaalu- kontsentratsioonide korrutis ja nimetajaks lähteainete tasakaalu- kontsentratsioonide korrutis; seejuures on kontsentratsiooni- väärtuste astendajateks reaktsioonivõrrandi koefitsiendid. 2)väljendab reageerivate ainete ja reaktsioonisaaduste
kiiruse kohta. 16. Milline on seos Gºja reaktsiooni tasakaalukonstandi vahel (valem, ühikud)? (Liige dG0 koondab endas lähteainete ja produktide standardsed keemilised potentsiaalid ja seda nimetatakse vabaenergia muuduks. Näitab reaktsiooniga kaasnevat muutust vabaenergias kui reaktsioon kulgeb standardolekus.) dG0 kaudu saab leida vastava reaktsiooni tasakaalukonstandi ja vastupidi. Tuleb silmas pidada, et dG0 näitab vabaenergia muutu standardtingimustel ning dG0 ja tasakaalukonstant sõltuvad temperatuurist ja rõhust. 17. Reaktsiooni: glükoos-6-fosfaat fruktoos-6-fosfaat G0 on +1,7 kJ/mol. Kas tasakaaluolekus leidub reaktsioonisegus rohkem glükoos-6-fosfaati või fruktoos-6- fosfaati? Põhjendage. Eeldades, et reaktsioon toimub standardtingimustes, siis teame, et K=1. K on võimalik välja arvutada väga lihtsalt, kasutades valemeid. NB VAATA VIHIKUSSE!! Kuna, vabaenergia muutus on positiivne, siis see tähendab, et soodustatud on vastassuunaline reaktsioon
kontsentratsioonidega (teisiti nimetatakse seda ka keemilise kineetika põhipostulaadiks). Tasakaalukonstant on päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhe. 63. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist. Tasakaalukonstant sõltub temperatuurist, kuid ei sõltu reageerivate ainete kontsentratsioonist. Keemilisele tasakaalule vastab olukord, kus päri- ja vastassuunalise reaktsiooni kiirused on võrdsed. Seega tasakaalukonstant on päri- ja pöördsuunalise reaktsiooni kiiruskonstantide jagatis. 64. Reaktsiooni kiirus, massitoimeseadus. Reaktsiooni kiirus sõltub: reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonist,olekust,peenestusaste, temperatuurist, katalüsaatoritest,rõhust (gaaside puhul) 65. Reaktsiooni järk Suurus, mis on arvuliselt võrdne kontsentratsioonide astmenäitajate summaga reaktsiooni kiiruse võrrandis
a) mitte midagi b) hakkab moodustuma ainet A c) hakkab kasvama aine B kontsentratsioon 22. Vaatame pöördumatut reaktsiooni A B. Kuidas avaldub reaktsiooni kiirus aine A kontsentratsiooni kaudu? V= 23. Mitmendat järku reaktsiooniga on tegemist? (erinevad reaktsioonid) a) E + L EL [E]1[L]1 = 1+1 = 2 2 järku b) EL E +L [EL]1 = 1 järku 24. Ensüümi E tasakaalulisel seostumisel ligandiga L moodustub ensüüm-ligand kompleks EL. Kuidas avalduvad dissotsiatsiooni- ja assotsiatsiooni tasakaalukonstant ühendite kontsentratsioonide kaudu? Millised on vastavate tasakaalukonstantide mõõtühikud? 25. Millest võib sõltuda keemilise reaktsiooni kiiruskonstant? (sama küsimus ka tasakaalukonstandi kohta). a) reageerivate ainete kontsentratsioonidest b) temperatuurist c) katalüsaatori juuresolekust tasakaalukonst. sõltub ka keskkonna tingimustest nagu temp. katalüsaatori juuresolek ei mõjuta tasakaaluolekut (ainult kiirendab selle saabumist.), sõltub reageerivate ainete
– reagentide lisamine või eemaldamine; – rõhu suurendamine või alandamine; – temperatuuri tõstmine või alandamine. Seega on võimalik nihutada tasakaalu päri- või vastassuunas 39. Keemiline tasakaal, tasakaalukonstantide erinevad avaldusvormid. Homogeensete tasakaalude korral on lähteained ja saadused samas faasis Heterogeenne tasakaal – kui tasakaalus osaleb rohkem kui üks faas siis tasakaalukonstant sisaldab ainete kontsentratsioone või osarõhkusi reaktsiooni toimumise faasis. 40. Tasakaalukonstandi sõltuvus temperatuurist. Kc on iseloomulik konstant, mis oleneb temperatuurist, kuid ei olene reageerivate ainete kontsentratsioonist. Igal reaktsioonil on kindel tasakaalukonstant, mis muutub temperatuuri muutudes. K suur väärtus (K>1) = tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus saadused K on väike (K < 1) = tasakaalulises reaktsioonisegus on ülekaalus lähteained 41
24.Andke massitoime seaduse formuleering. Selgitage, miks on keemiliste reaktsioonide kiirused sõltuvad ainete kontsentratsioonidest. Reaktsioonide järk. Keemia põhiseadus, mis määrab reageerivate ainete ja reaktsioonisaaduste kontsentratsioonide (üldujuhul aktiivsuste) vahekorra keemilise tasakaalu korral; selle alusel arvutatakse reaktsiooni teoreetilist saagist. Massitoimeseadus: Kc= k1 [C]c[D]d k2[A]a[B]b Kc tasakaalukonstant k1 ja k2 temeperatuurist olenevad, kuid kontsentratsioonist sõltumatud kiiruskonstandid A ja B lähteainete ning C ja D reaktsioonisaaduste kontsentratsioonid tasakaaluolekus a,b,c,d reageerivate ainete stöhhiomeetriategurid reaktsioonivõrrandis Enamiku reaktsioonide puhul sõltub reaktsiooni kiirus reageerivate ainete kontsentratsioonidest. Sedamööda kuidas lähteained ammenduvad, reaktsioon aeglustub. On olemas esimene (vaata 25. vastus) ja teine järk ( A+R -> P) . 25
2 Muutus tumedamaks Saaduste suunas 3 Muutus tumedamaks Saaduste suunas 4 Muutus heledamaks Lähteainete suunas Konstanti K nimetatakse tasakaalukonstandiks. K on iseloomustav suurus vastavale reaktsioonile: , kus c on aine kontsentratsioon. Konstant K lähtub ainete aktiivsusest, st lahustunud ainete kontsentratsioonidest (ja gaaside puhul osarõhkudest). Igal reaktsioonil on oma kindel tasakaalukonstant, mida saab muuta vaid temperatuuri muutes. Keemiline tasakaal pöörduva reaktsiooni korral püstitub hetkel, kui päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiirused saavad võrdseks ning reagentide ja produktide kontsentratsioonid Pöörduvat reaktsiooni väljendav võrrand: A+BC+D Teises ja kolmandas katses liigub tasakaal lähteainete suunas, kuna katseklaasi lisatakse ühte lähteainet. Neljandas katses aga saaduste suunas kuna katseklaasi lisatakse ühte saadust. Järeldus:
ja [E] ning seega: [D] [E] k1 K , milles K = . [A] [B] k2 Suurust K nimetatakse reaktsiooni tasakaalukonstandiks. Viimane sõltub temperatuurist ja reageerivate ainete iseloomust, kuid ei sõltu reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstant näitab päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhet. Keemilist tasakaalu on võimalik välistingimuste (rõhu, temperatuuri, ainete kontsentratsiooni) muutmisega nihutada päri- või vastassuunas. Keemilise tasakaalu nihkumist kirjeldab Le Chatelier' printsiip: kui muuta ühte neist tingimustest, mille korral süsteem on keemilises tasakaalus, nihkub tasakaal selle reaktsiooni suunas, mis vähendab tekitatud muutust. Vastavalt Le Chatelier' printsiibile:
seetõttu prooton seotakse kohe vee molekuli elektronegatiivse hapniku aatomiga ja nii esineb prooton alati vees seotuna vee molekulidega, näit H(H 2O)4+. Reeglina aga kujutatakse prootonit hüdrooniumioonina (H3O+) mis on mugavam. Alused annavad vesilahusesse hüdroksiidioone (OH–). Vesi ise on väga nõrk hape ja ta ioniseerub vähesel määral: 2H2O H3O+ + OH– , siit tasakaalukonstant Kc = [H3O+] [OH–] / [H2O]2; Kc [H20]2 = [H3O+] [OH–], sest [H20]2 on ca püsiv. 25 C juures hüdroonium- ja hüdroksiidiooni kontsentratsioonid vees on võrdsed , olles 10 –7 M , siit tuleneb vee nn. ioonkorrutis Kw = [H3O+] [OH-] = 10 –14 . Hapete tugevust vees väljendatakse nende ionisatsioonikonstandiga (K a): HA + H2O H3O+ + A– , Kc = [H3O+] [A–]/[HA] [H2O], [H3O+] [A–]/[HA] = Kc [H2O];
temperatuur. Kiiruskonstant kasvab koos aktiveerimisenergia vähenemisega ja temperatuuri tõusuga. Reaktsioone liigitatakse pöörduvateks ja mittepöörduvateks ehk ühesuunalisteks. Vahepeal ei toimu reaktsioon lõpuni, vaid ainult teatud tasakaaluolekuni. Kui kahe reaktsiooniga juhtub nii, et nende kontsentratsioonide suhe on selline,et kiirused on samad, siis nimetatakse seda asja keemiliseks tasakaaluks. Kui reaktsiooni suund muutub vastupidiseks, siis tasakaalukonstant võrdub vastaselementide pöördarvuga. Koefitsendid on tasakaalikonstantivõrrandis vastavate molaarsete kontsentratsioonide astmeteks. Reaktsiooni tasakaalu on võimalik nihutada. Kehtib le Chatelieri printsiip. Termodünaamika I seadus- Isoleeritud süsteemi siseenergia on konstantne suurus ja ei saa muutuda süsteemis kulgevate protsesside tagajärjel. Termidünaamika II seadus- Igas spontaanses protsessis peab süsteemi ja ümbritseva keskkonna entroopia kasvama.
1. Sissejuhatus. Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadusest (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. 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...
20. Millised ained on hüdrofoobsed, millised hüdrofiilsed? Hüdrofoobsed on vett hülgavad. Näiteks paljud metallid ja teatud orgaanilised ühendid. Hüdrofiilsed on vett armastavad. Näiteks Anorgaanilised soolad, tärklis, savid. 21. Langmuiri võrrand Γ = Γmc/(k+c) Kus, Γ - adsorptsioon (mol/cm2), Γm – adsorptsiooni suurus pinna täielikul küllastumisel adsorbeeruva ainega (maksimaalne adsorptsioon), c – aine kontsentratsioon lahuses, k - tasakaalukonstant. Adsorptsioon tahke aine ja lahuse piirpinnal 22. Mis on pindpinevus? Pindpinevus on nähtus, kus pinnakiht käitub kui elastne kile. 23. Vedeliku pindpinevuse määramise meetodid 1. Stalagnomeetriline: Loetakse kindlast ruumalast tekkinud tilkade arvu. 2. Rõnga lahtirebimise meetod: Pindpinevuse saab määrata otseselt jõust, mida läheb vaja rõnga lahtitõmbamiseks vedeliku pinnalt. 3
∆G2>0 nt. pöörduv keemiline reaktsioon: dG =0 _G =0 G G _G =0 _G <0 A A+B B Standardtingimused: T=298 K p=1 atm c [mol/l] ∆G˚=–R·T·lnK ∆G˚ — Gibbsi energia muut standardtingimustel K — reaktsiooni tasakaalukonstant ∆G on süsteemi energiavaru. See soa energiast, mis võib muutuda kasulikuks tööks. Ja mida pöörduvam protsess, seda enam ∆G-st tööks muutub. ∆H= ∆G+T·∆S ∆H — süsteemi kogu energia ∆G — see osa süsteemi energiast, mis võib üle minna tööks ∆S — seotud energia; see, mis tööks üle minna ei saa 4. bioloogiliste süsteemide termodünaamilised omadused: Klassikaline termodünaamika tegeleb isoleeritud ja suletud süsteemidega, milledes protsessid
amfiprotoonne aine. · Amfiprotoonsuse tõttu toimub ka puhtas vees prootoni ülekanne ühelt vee molekulilt teisele vee autoprotolüüs. · Autoprotolüüsi tasakaal püstitub väga kiiresti, kuid on nihutatud vasakule (KW = 10-14). + - · Autoprotolüüsi tasakaalu tõttu on H3O ja OH ioonide kontsentratsioonid vees alati omavahel seotud. 17. Keemiline tasakaal, tasakaalukonstant (termodünaamiline ja kontsentratsiooniline). 18. Vee ioonkorrutis (valemi tuletamine) 19. Nõrkade hapete ja aluste dissotsiatsioonikonstandid 20. Nõrkade hapete ja aluste vesilahuste pH arvutamine Tseki need slaididelt välja 21. Standardlahused neutralisatsiooni- (protolüütilisel-) tiitrimisel. Tugevad happed ja alused HCl, HClO4, H2SO4 NaOH, KOH Protolüüsimeetodiga saab kvantitatiivselt määrata happeid ja aluseid, samuti ka mitmeid sooli, mis
= . k 2 cA cB Tähistame reaktsioonist osavõtvate ainete tasakaalukontsentratsioonid vastavalt [A], [B], [D] ja [E] ning seega: [D] [E] K= , [A] [B] k1 milles K = . Suurust K nimetatakse reaktsiooni tasakaalukonstandiks. k2 Viimane sõltub temperatuurist ja reageerivate ainete iseloomust, kuid ei sõltu reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonist. Tasakaalukonstant näitab päri- ja vastassuunaliste reaktsioonide kiiruskonstantide suhet. Keemilist tasakaalu on võimalik välistingimuste (rõhu, temperatuuri, ainete kontsentratsiooni) muutmisega nihutada päri- või vastassuunas. Keemilise tasakaalu nihkumise määrab Le Chatelier' printsiip: kui muuta ühte neist tingimustest, mille korral süsteem on keemilises tasakaalus, nihkub tasakaal selle reaktsiooni suunas, mis toimib vastu tekitatud muutusele. Vastavalt Le Chatelier' printsiibile:
· T = 298°K (25° C) · P = 101,3 kPa · C = 1 mol/l (1 M) · pH = 7,0 G0' - standardne vaba energia muut (vaba energia muut standardtingimustel). Standardne vaba energia muut on otseselt seotud reaktsiooni tasakaalukonstandiga. A+BC+D G = G0' + RT ln [C] [D] / [A] [B] R - universaalne gaasikonstant, 1,987 cal/mol K° T- absoluutne temperatuur. Kui [A], [B], [C] ja [D] - komponentide molaarsed kontsentratsioonid tasakaalupunktis, siis [C] [D] / [A] [B] = Keq Keq - reaktsiooni tasakaalukonstant Tasakaalus G = 0, seega G0' = - R T ln Keq Reaktsiooni standardne vaba energia muut on alternatiivne matemaatiline võimalus tema tasakaalukonstandi avaldamiseks. Reaktsiooni tegelik vaba energia muut sõltub reaktantide ja produktide kontsentratsioonidest G ja G0' reaktsioonile A + B C + D on seotud võrrandiga G = G0' + RT ln [C]' [D]' / [A]' [B]' kus süsteemis antud tingimustel tegelikult eksisteerivad suurused on esitatud kursiivkirjas.
- H<0 vasakule - H>0 paremale d) katalüsaatori lisamine kiirendab reakts. e) lähteaine lisamine kiirendab reakts.- tasakaal nihkub paremale f) lähteaine eemaldamine tasakaal nihkub vasakule g) ainete segamine kiirendab reakts. h) saaduse eemaldamine tasakaal nihkub paremale i) rõhu tõstmine (gaasilise lähteaine korral) kiirendab reakts. väiksema (g) kons. suunas 10. Millest sõltub reaktsiooni tasakaalukonstant? Temperatuurist. 11. Kuidas on võimalik nihutada järgmiste reaktsioonide tasakaalu saaduste suunas? a) 2 NO(g) + Cl2(g) 2 NOCl(g), rõhu tõstmine, saaduste kons. vähendamine b) C(t) + CO2(g) 2 CO(g), H<0. temp. alandamine, lähteainete lisamine 12. Miks segude sulamisel ja keemisel temperatuur pidevalt muutub, kuid puhtad ained sulavad ja keevad konstantsel temperatuuril?
produktide tekkel! Vaatamata, et reaktsiooni vaba energia muut on negatiivne võib produkte mitte tekkida piisaval hulgal ja kiirest. Kiirus on aeglane Keemiline kineetika on füüsikalise keemia osa, mis kirjeldab reaktsioonide ajalist kulgu matemaatiliste võrrandite abil. Termodünaamika annab vastuse reaktsioonide kulgemise võimalikkuse kohta, kuid kineetiline analüüs näitab, kui kiiresti saabub tasakaal. Termodünaamiline tasakaalukonstant annab võimaluse arvutada reaktsiooni võrrandile vastavat max. saagist, kuid ei räägi midagi reaktsiooni kiirusest. Keemiliste reaktsioonide ja protsesside planeerimisel on tähtis: kirjeldada matemaatiliselt reaktsiooni kulgemist leida seos reaktsiooni kiiruse ja temperatuuri vahel eeldada reaktsiooni võimalikku mehhanismi reaktsiooni termodünaamiline kontroll või kineetiline kontroll 2
Ainet B tekib juurde ainest A kiiruskonstandiga k1. Ainet B jääb vähemaks, sest pöördreaktsiooni tõttu läheb tagasi, seetõttu tuleb lahutada. 5 Need rajad, mis viivad ainet ära, need on miinusmärgiga, rajad, mis toovad ainet juurde, need on plussmärgiga !!! Kui Kui reaktsioon on jõudnud tasakaalu, siis konts on konstantsed. Tasakaalus seega k1[A]eq=k-1[B]eq Tasakaalukonstant on . Tasakaalukonstant aega enam ei sisalda, ei ütle midagi reaktsiooni kiiruse kohta. K käib alati reaktsiooni mingi suuna kohta. Antud K on pärisuunalise reaktsiooni tasakaalukonstant. (p on peal, seega produktid on peal) Vastandsuunalise reaktsiooni tasakaalukonstant (K-) on vastupidine, seega K=1/K- Tasakaalukonstandist rääkides peab reaktsiooni suund defineeritud olema, peame teadma, mis on lähteained ja mis produktid. Amplituud näitab vahemikku
E-ensüüm (katalüsaator-ferment), P-produkt. Reaktsiooni alguses moodustub ensüüm-substraat (Michaelise) kompleks Selle reaktsiooni kiirus on määratud kõige aeglasema protsessi kiirusega (produkti tekkimise kiirus) . Kuna kompleksi teke ja kadumine on omavahel tasakaalus, siis . Substraadi kadumist, produkti teket ja ensüümi massi bilanssi kogu katalüüsiprotsessi vältel iseloomustab põhimõtteline joonis: Kompleksi ES (tagasi-)dissotsiatsiooni tasakaalukonstant on . Vaheühendi ES kontsentratsiooni muutust saab kirjeldada SKM (statsionaarsete kontsentratsioonide meetodi) abil: . Avaldades vahekompleksi ES kontsentratsiooni ning reaktsiooni kiirus avaldub
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
