ja/või kõvendit või kõrgendatud temperatuuri. Sageli on mehhaaniliste omaduste maksimaliseerimiseks vajalik järelkõvendamine, eriti siis, kui kõvenemine toimub allpool klaasistumistemperatuuri. Tulemuseks on ristseotud, välistingimustele ja lahustitele vastupidav, kõrgete mehhaaniliste omadustega jäik maatriksvaik. Siinkohal on jutt summaarsest protsessist, millel on tegelikult palju vaheastmeid. Viimaseid uuritakse soojusefektide alusel TTT diagrammide alusel (Time Temperature Transformation). Tuntumad maatriksvaigud: *Epoksüvaigud *Fenoolformaldehüüdvaigud *Polüestervaigud *Polümiidvaigud Epoksüvaigud Epoksüvaigud (epoxy resins) moodustavad üle 90 % kõikidest plastkomposiitide sideaineks kasutatavatest vaikudest. Nende eelis on head töödeldavus; neist saab valmistada eelimpregneeritud materjale prepreg'e (prepreg preliminary impregnated), millest hiljem valmistatakse plastkomposiittooteid.
Seda väidet nimetatakse Hessi seaduseks ehk termokeemia põhiseaduseks. See on termodünaamika I seaduse rakendus keemilistele protsessidele. Hessi seadusest tehakse järgmised järeldused: a) pärisuunalise keemilise reaktsiooni soojusefekt on võrdnevastasmärgiga võetud vastassuunalise reaktsiooni soojusefektiga. b) Astmelistes reaktsioonides on soojusefekt võrdne üksikute reaktsioonistaadiumite soojusefektide summaga. Entalpia muut ringprotsessis on 0. 4. Keemiliste reaktsioonide soojusefektide arvutamine. Vt õpikust lk 121 5. Reaktsiooni soojusefekti olenevus temperatuurist (Kirchhoffi seadus) Keemilise reaktsiooni soojusefekti temperatuurikoefitsent on arvuliselt võrdne reaktsioonist osa võtvate ainete molaarsete soojusmahtuvuste algebralise summaga, milles produktide soojusmahtuvused loetakse positiivseks, lähteainete omad negatiivseks ja arvestatakse
Keemiline termodünaamika - energiavormide üleminekud keemilistes protsessides. Termodünaamika (TD) uurib süsteemide üldisi energeetilisi omadusi, mitte süsteemide siseehitust. Olekuparameetrid:T(K); P(Pa); V(m3,dm3);n(mol). Keemil. reaktsioonidel (peaaegu alati) eraldub või neeldub soojust.Homogeensed:kogu ulatuses ühtlased, omadused samad või muutuvad ühtlaselt (pidevalt). Heterogeensed- omadused muutuvad hüppeliselt, süsteemid koosnevad eri faasidest. Termokeemia: soojusefektide arvutamine ja mõõtmine. Soojusefekte uuritakse tavaliselt tingimusel, mil üks olekuparameeter on const. V=constisokoorne ; P=const isobaarne. Termokeemiavõrrandid: - reaktsioonivõrrand, mis sisaldab soojusefekti väärtust. Soojusefektide väärtused (teatmeteostes) - antud ühtse standardoleku suhtes : 1 atm (0,1 MPa), 25°C (298 K) siis tähistus H298 (reaktsiooni standardentalpia).
2 Sissejuhatus Keemia on teadusharu, mis käsitleb ainete koostist, ehitust ja omadusi ning nende muundumise seaduspärasusi. Keemiat võib ka defineerida kui füüsika osa, mis uurib väliselektronkihti. Keemia põhiharud on anorgaaniline,orgaaniline, füüsikaline ja analüütiline keemia. Keemiaseadused, füüsikalise keemia ja füüsikaseadused võimaldavad teha stöhhiomeetriaarvutusi, reaktsioonide tasakaalu, kineetika, soojusefektide ja termodünaamika arvutusi. Reaalsete gaaside käitumine sarnaneb tavaliste tingimuste korral ideaalse gaasikäitumisele, seega ideaalse gaasi seadused on üsna hästi rakendatavad reaalsetele gaasidele ja nende lahustele. 3 1.0 Mis On Hapnik? Hapnik on keemiline element järjenumbriga 8. Hapnik on keemiliselt aktiivne mittemetall, millel on kaks levinud allotroopset vormi: dihapnik ehk lihtsalt hapnik (O2) ja trihapnik ehk osoon ( O3).
Kaaludes samadel tingimustel (rõhk, temperatuur) ära kindla mahu õhku ja tundmatut gaasi, saab suhtelisest tihedusest ehk gaasi massi ja õhu massi suhtest arvutada gaasi molaarmassi: Gaasi absoluutne tihedus normaaltingimustel ehk 1 dm3 gaasi mass normaaltingimustel Veeauru väiksem tihedus võrreldes õhuga selgitab ka, miks õhurõhk niiskete õhumasside lähenemisel langeb. Termokeemia Termokeemia -tegeleb protsesside soojusefektide mõõtmise ja arvutamisega. Termokeemiline võrrand -reaktsioonivõrrand, milles on märgitud reaktsiooniga kaasnev energia muutus. Soojusefekt -soojushulk (q), mis eraldub või neeldub aine täielikul reageerimisel. T = 298 K, tavaliselt ühikuks kJ/mol. Kui süsteem vahetab väliskeskkonnaga soojust ja/või teeb tööd, siis tema siseenergia muutub: Keemilistes reaktsioonides soojus eraldub (eksotermiline reaktsioon H<0) või neeldub
Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused. · Hessi seadus entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest. · Järeldused. 1. Pärisuunalise keemilise reaktsiooni soojusefekt on võrdnevastasmärgiga võetud vastassuunalise reaktsiooni soojusefektiga. 2. Astmelistes reaktsioonides on soojusefekt võrdne üksikute reaktsioonistaadiumite soojusefektide summaga. Entalpia muut ringprotsessis on 0. · Tekkesoojuseks nim soojushulka, mis vabaneb või neeldub liitaine tekkimisel püsivas olekus olevatest lihtainetest, kui vastav reaktsioon toimub standardtingimustes. · Põlemissoojuseks nim aine täielikul põlemisel standardtingimustel vabanevat soojushulka. 19. Termodünaamika II seadus, termodünaamiliselt pöörduvad ja mittepöörduvad protsessid. · TD II ütleb, et ei ole võimalik selline protsess, kus
šlakid). Mitmekomponentsed füüsikalis-keemilised süsteemid, mis koosnevad ühest või mitmest tasakaalulisest faasist. Eksotermilistes reaktsioonides (soojus eraldub) - U väheneb Endotermilistes reaksioonides (soojus neeldub) - U kasvab qv = U, qv - isokoorse reaktsiooni soojusefekt ; U - saaduste ja lähteainete siseenergiate erinevus. Termokeemiavõrrand - reaktsioonivõrrand, mis sisaldab soojusefekti väärtust. Soojusefektide väärtused (teatmeteostes) - antud ühtse standardoleku suhtes. Termokeemiavõrranditesse kirjutatakse ka aine agregaatolekud (sageli ka kristallvormid) - nendest oleneb soojusefekti väärtus. Hessi seadus: Summaarne entalpia muut keemilises reaktsioonis ei sõltu selle reaktsiooni toimumise teest ega vahe-etappidest. Reaktsiooni entalpia = saaduste tekke-entapia – lähteainete tekke-ent. Põlemissoojus ühe mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojushulk
dSpr = 0 Isoleeritud süst. sõltuvad ainehulgast (V,m)Ekstensiivsest suurusest on võimalik seadus. Soojusefekti sõltuvus temperatuurist. Kirchoffi üle minna intensiivsetele suurustele, väljendades nt: mahtu seadus.(eksamiküsimustes) dS = dSsys + dSsur = dStot moolide suhtes.Tasakaal termodünaamiline tasakaal eeldab Keemiliste reaktsioonidega kaasnevate soojusefektide mõõtmise materiaalset ja mehaanilist tasakaalu. Materiaalne tasakaal ja arvutamisega tegelevat füüsikalise keemia haru nim dSsur = dStr,s + dSpr,s dStr,s (väga tähendab seda, et stabiilne on produktide ja lähteainete termokeemiaks. Reaktsiooni soojusefekti all mõistame kontsentratsioon. Mehaaniline tasakaal süsteemis puudub välismõju. Sisemine tasakaal määrab ära energeetilised
arvestada, et suures temperatuurivahemikus sõltuvad ainete soojusmahtuvused temperatuurist ning ainult väikeste temperatuurimuutuste korral võib soojusmahtuvuse lugeda konstantseks. 29. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused. 1. Pärisuunalise keemilise reaktsiooni soojusefekt on võrdne vastasmärgiga võetud vastassuunalise reaktsiooni soojusefektiga. 2. Astmelises reaktsioonis on summaarne soojusefekt võrdne üksikute reaktsioonistaadiumide soojusefektide summaga. Olekufunktsiooni H üldine muutus ringprotsessis peab olema 0. 3. Tekkesoojus on ühendit iseloomustav suurus, mis ei sõltu ühendi saamise viisist. Termokeemias nimetatakse tekkesoojuseks soojushulka, mis vabaneb või neeldub liitaine tekkimisel püsivas olekus olevatest lihtainetest, kui vastav reaktsioon toimub standardtingimustes (rõhk 1 atm, temp 298K=25oC). Hessi seaduse järgi tuleb mingi reaktsiooni soojusefekti H arvutamiseks produktide
Süsteem on avatud, kui tema ja ümbruse vahel toimub ainevahetus ja suletud, kui ainevahetus puudub. 5.2 Reaktsioonide soojusefektid. Siseenergia ja entalpia. Termokeemiavõrrand keemiline reaktsioon on keemiliste sidemete ümberkujunemise protsess, mille kulgemisel eraldub soojust. Reaktsiooni soojusefekti all mõistetakse soojust, hulka, mis püsival temperatuuril eraldub või neeldub ainete mittepöörataval ja täielikul reageerimisel. Keemiliste reaktsioonide soojusefektide mõõtmise ja arvutamisega tegelevat keemia haru nim. Termokeemiaks. Termodünaamika I seaduse energia jäävuse seaduse- järgi peab energia vabanemine või neeldumine põhjustama muutuse Nimetades keha sisemist energiavaru siseenergiaks võib öelda, et eksodermilises reaktsioonis vabaneb soojust siseenergia vähenemise arvelt. Endotermilises reaktsioonis neeldub soojust ja süsteemi siseenergia kasvab. Isotroopseks soojusefektiks e reaktsiooni energiaks nim
aurustub, ning milline on seejuures tekkiva auru koostis (lenduvamat komponenti on aurus rohkem kui vedelikus). Termokeemia Keemiline termodünaamika uurib erinevate energiavormide vastastikuseid üleminekuid keemilistes ja füüsikalistes protsessides. Termodünaamika ei tegele süsteemi molekulaarse ehitusega. Termokeemia - termodünaamika osa, mis uurib soojuse teket ja liikumist. Termokeemia tegeleb protsesside soojusefektide mõõtmise ja arvutamisega, ei tegele süsteemi molekulaarse ehitusega. Olekuparameeter - süsteemi iseloomustav mõõdetav suurus (rõhk, temperatuur, ruumala, ainehulk jne). Olekufunktsioon -suurus, mis sõltub ainult olekuparameetritest, ei sõltu antud olekusse jõudmise teest. Soojus e. soojushulk e. soojusefekt - energia ülekande mõõt, kui energia ülekanne avaldub temperatuuri muutusena. Tähis q.
Mõ- Zn+H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 Reaktsiooni soojus efekt oleneb välistingimustest (temperatuurist nel juhul kaasneb lahustumisega lahuse soojenemine. See seletub kee- 2KJ +Cl 2 =2 KCl + J 2 ja rõhust). Et reaktsioone saaks omavahel võrrelda, esitatakse miliste ühendite, solvaatide tekkega. Aine lahustumine võib olla seo- Zn-i reageerimisel annab Zn aatom ara 2 elektroni ja tema käsiraamatuses soojusefektide väärtused standard tingimuste tud ruumala efektiga, näiteks tekib vees etanooli või väävelhappe oksüdatsiooniaste muutub 0-st II-ni. H+ ioon võtab vastu ühe jaoks. lahustumisel vees lahus, mille maht on väiksem lähteainete maht-ude elektroni ja o. a. muutub 1-st 0-ni. 5.3 Hessi seadus. Reaktsioonide soojusefektid olid võrdsed summast
võrrandeid nim. termokeemia võrranditeks. Reaks-i soojusefekt peenest-ne ei ole võimalik, kuna siis tek lahused. Potentsiaalide vahet met-i ja ümbritseva lahuse vahel nim. olenb välisting-st (temp-st,rõhust). Et reakts-e saaks omavah võrr, 6.2 Lahuste kontsentratsioonide väljendusviise. Ainete elektroodipotentsiaaliks . Elektroodipotentsiaalide suhtelisi esit käsiraamatuses soojusefektide väärtused standard tingte jaoks. lahustuvus. Tahke aine lahustumisel vedelikus lahkuvad aine väärtusi mõõd-se võrdluselektroodi, nimelt H-elektroodi abil, 5.3 Hessi seadus. Reakts-de soojusefektid olid võrdsed oleku pinnalt mokd ja ioonid ja jaot-d difusiooni tõttu ühtl-lt lahustis. Kui mille potentsiaali loet tinglikult = 0-ga. Metallelektroodi fun-de muutudega. Hessi seadust nim
C2H6 + 3,5O2 2CO2 + 3H2O. d. Kütteväärtuseks nim. orgaaniliste ainete põlemissoojust, mis väljendab 1 kg aine täielikul põlemisel eralduvat soojushulka (nt. puit 2700- 4500kcal/kg; turvas 2000-5900kcal/kg; põlevkivi 1500- 8200kcal/kg, nafta 10400-11000kcal/kg; bensiin 10450- 11250kcal/kg) e. Hessi seadus: Keemilise protsessi summaarne soojusefekt on võrdne üksikute protsesside soojusefektide summaga H=H 1+H2. Reaktsiooni soojusefekt ei olene sellest, kas reaktsioon kulgeb ühes astmes või läbi mitme vaheastme. f. Kui aine moodustub lihtainetest leitakse reaktsiooni soojusefekt valemist: H = nH saadus .tekke. - nH lähte.tekke. (saaduste tekkesoojus - lähteaine tekkesoojus). Tekkesoojus on soojusefekt, mis esineb liitaine moodustumisel lihtainetest standardtingimustel. Täielikul
Suletud süst energia kiirgumise korral süsteem soojeneb ja vastupidi. Entalpia püsival rõhul toim protsessi soojusefekt (kJ). Põlemissoojus on aine täielikul põlemisel eralduv soojushulk, praktikas: kütteväärtus (naftal 10400- 11000kcal/kg, suhkur 3940, puit 2700- 4500, turvas 2000-5900, põlevkivi 1500-8200, diiselkütus 10000- 10700, etanool 60007000 kcal/kg). Hessi seadus: keemil protsessi summaarne soojusefekt on võrdne üksikute protsesside soojusefektide summaga H=H1+H2. Soojusefekt ei sõltu reakts toim astmest. H=nH(saaduste tekkesoojus)- nH(lähteaine tekkesoojus) ja H=nH(lähteaine põlemissoojus)- nH(saaduste põlemissoojus). Tekkesoojus on soojusefekt, mis esineb liitaine moodust lihtainetest standardtingim. Soojusefekti arvutatakse selleks, et teada saada kui palju omab osake või tekkinud ühend energiat, mida kasut igapäevaelus, nt liigutamisel, söömisel. 42. Mida nim keemiliseks reaktsiooniks
annaabi.ee 
