Milliste osakeste vahel moodustub iooniline side? Iooniline side moodustub vastasmärgiliste laenguga ioonide vahel. Mis on keemiline reaktsioon? Keemiline reaktsioon on protsess, kus tekivad ja katkevad keemilised sidemed ning lähteainetest saavad saadused ja vastupidi. Millise soojusefektiga on keemilise sideme lagunemine? Keemilise sideme lagunemine on endotermiline reaktsioon ehk soojus neeldub Kas reaktsioon on ekso või endotermiline? Vastus: Reaktsioon on eksoter miline. Määra keemilise sideme liik! 1)iooniline 2) mittepolaarne kovalentne 3)Polaarne kovalentne 4) mittepolaarne kovalentne 5) iooniline 6)polaarne kovalentne
olekuparameeteritega (yl: H,S,V kesk: P,V all: G,T,F) tasakaalukonstandi, kui P=const Eksotermiline protsess soojus eraldub Reaktsiooni isoterm Isotermiga saab leida Endotermiline protsess soojus neeldub tasakaalukonstandi, kui T=const Entalpia H soojusefekti energia, nn parim osa soojusest Siseenergia muut ( qv = deltaU ) on võrdne Entalpia muut ( qp = deltaH )on soojusefekt konstantsel soojusefektiga konstantsel ruumalal rõhul Siseenergia U kõikide energialiikide summa, sisaldab Entroopia S Termodünaamiline funktsioon, mis endas nii soojusefekti kui paisumistööd iseloomustab süsteemi püüdlemist korrapäratuse poole. Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta Süsteemi korratuse määr. keha soojust 1 kraadi võrra
siseenergia ning soojusvahetus ja töö. Olekufunktsioonide kombinatsioonid on samuti olekufunktsioonid Defineerime uue olekufunktsiooni entalpia H=U+pV Mis on entalpia füüsikaline mõte (konstantsel rõhul p=const)? Hp=U+pV Võrdleme seda termodünaamika esimese seadusega, mis kehtib ka konstantsel rõhul: U=Q-W Q=U+W. Siit on selge, et Qp=Hp Entalpia on olekufunktsioon, mille muut konstantsel rõhul on võrdne protsessi soojusefektiga. Standardolekute definitsioonid: · gaasiliste ainete standardolekuks on olek 1 atmosfäärilisel rõhul · vedelike või tahkete ainete standardolekuks on nende puhtad vedelikud või tahked ained · lahustunud aine standardolekuks on 1M kontsentratsioon Elemendi standardolekuks on olek (vorm), mis eksisteerib 1 atmosfäärilisel rõhul ja 25°C juures. CHNOPS Hapniku, lämmastiku, vesiniku standardolekuks on gaaside olekud. Süsiniku
energia kui ka ainevahetus. Väliskeskk pole ei meh. ega soojuslikku kontakti. Adiabaatne süst soojusvahetus väliskeskk. Puudub Paisumistöö töö, mis on tingitud ruumalamuutusest Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta keha soojust 1 kraadi võrra Erisoojus - Ce soojushulk, mis kulub 1 g aine temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra Moolsoojus - Cm soojushulk, mis kulub 1 mooli aine temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra Siseenergia muut (qv = U) on võrdne soojusefektiga V=konts Entalpia muut (qp = H) on soojusefekt konstantsel rõhul Reaktsiooni entalpia on soojusefekt, mis kaasneb keemilise reaktsiooniha (ku rõhk ja temperatuur ei muutu) Reaktsiooni standardne entalpia on reaktsiooni entalpia 298K juures Standartne entalpiamuut H sellise protsessi entalpiamuut, mille korral nii lähteained kui ka saadused on oma standartolekus
Paisumistöö töö, mis on tingitud ruumalamuutusest Kasulik töö töö. mis ei ole seotud rummalamuutusega (näiteks akus või kütuseelemendis toimuva keemilise reaktsiooni töö) Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta keha soojust 1 kraadi võrra Erisoojus Ce soojushulk, mis kulub 1 g aine temperatuuri tõstmiseks 1° võrra Moolsoojus Cm soojushulk, mis kulub 1 mooli aine temperatuuri tõstmiseks 1° võrra. Siseenergia muut ( qv = U ) on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal Entalpia muut ( qp = H )on soojusefekt konstantsel rõhul Standardne entalpiamuut H sellise protsessi entalpiamuut, mille korral nii lähteained kui ka saadused on oma standardolekus Standardolek aine standardolek mingil temperatuuril on tema puhas vorm rõhul 1 bar (~1 atm). Keemilise reaktsiooni entalpia on soojusefekt, mis kaasneb keemilise reaktsiooniga (kui rõhk ja temperatuur ei muutu).
1 Füüsikaline keemia Kristian Leite Materjalid/ainet andis Kalju Lott Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta keha soojust 1K võrra Erisoojus Ce soojushulk, mis kulub 1 g aine temperatuuri tõstmiseks 1K võrra Moolsoojus Cm soojushulk, mis kulub 1 mooli aine temperatuuri tõstmiseks 1K võrra Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal Entalpia muut on soojusefekt konstantsel rõhul Standardne entalpiamuut H entalpiamuut, kui tegu on standardolekuga (all) Standardolek 298 K 1 bar Keemilise reaktsiooni entalpia on keemilise reaktsiooni soojusefekt konstantsel rõhul ja temperatuuril Standardne tekkentalpia ühe mooli aine tekkimise soojusefekt standardolekuss Standardne põlemisentalpia ühe mooli aine täielikul oksüdeerimisel soojusefekt standardolekus
anda ära mingi osa soojusest. Seega muutub suletud süsteemi energia energiavahetuse tõttu keskkonnaga. 3. Protsessifunktsioonid. Energia, töö, soojus. Termodünaamika I seadus. Olekufunktsioonid. Paisumistöö. Kalorimeetria. Siseenergia. Nimetage ja seletage termodünaamika esimesest seadusest tulenevaid järeldusi Isohooriline, isobaariline ja isotermiline. Energia on keha või jõu võime teha tööd. Siseenergia – Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal qv=∆U, süsteemi summaarne võime teha tööd, süsteemi koguenergia. Kui teeme tööd, siis siseenergia kasvab. Olekufunktsioon, sõltub ainult süsteemi olekust, mitte selle saavutamise viisist. Ühik on J. Protsessifunktsioon – süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, mis sõltub protsessi läbiviimise viisist (nt töö w ja soojushulk q). Töö – liikumine mõjuva jõu vastu, ühik J, termodünaamika põhimõiste.
T=const, siis p1V1=p2V2 Isobaariliseks nimetatakse protsessi, kus gaasi rõhk on konstantne p=const, siis 21)Termodünaamika I seadus.Isoprotsessid Termodünaamika I seadus sätestab, et keha siseenergia saab muutuda tänu soojushulgale, mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle, mida süsteem teeb välisjõudude vastu. Inetgraalne kuju süsteemi lõpliku muutuse jaoks: q=U+w, kus qsoojushulk (J), Usüsteemi siseenergia muut(on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal) (J), w töö (J) Isoprotsesside jaoks: V=const, A=0, , kus Atöö(J), qsoojushulk(J),nmoolide arv(mol),Runiversaalne gaasikonstant 8,314J/K*mol,T xtemperatuur (K), ivabadusastmete arv 22)Erisoojus.Soojusmahtuvus.Takistuse temperatuurisõltuvus Erisoojus Ce on soojushulk, mis kulub, et tõsta ühikulise massiga keha soojust ühe kraadi võrra. (J/kg*K) Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta keha soojust ühe kraadi võrra (J/K)
olevatest lihtainetest. Reaktsiooni soojusefekt = produktide tekkesoojuste algebraline summa -lähteainete tekkesoojuste algebraline summa Põlemissoojus -1 mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojushulk. Reaktsiooni soojusefekt = lähteainete põlemissoojuste algebraline summa -produktide põlemissoojuste algebraline summa Pärisuunalise reaktsiooni soojusefekt on absoluutväärtuselt võrdne ja märgilt vastupidine pöördreaktsiooni soojusefektiga. (Ringprotsessi soojusefekt on võrdne nulliga.) Hessi seadus -reaktsiooni soojusefekt sõltub süsteemi alg-ja lõppolekust, mitte protsessi läbiviimise teest. Siit järeldub, et reaktsiooni soojusefekt (q) on võrdne süsteemi lõpp-ja algoleku siseenergiate või entalpiate vahega. Ta ei sõltu protsessi läbiviimise viisist ega vaheetappidest. Elektronid aatomis. Molekulide kuju Hund'i reegel -ühesugused orbitaalid (samade n ja l väärtustega) täituvad esmalt ühe
= dT RT 2 k1 Arvestades, et K c = ning võrreldes saadud tulemust reaktsiooni isokoori võrrandiga k2 d ln K c U = , saame järeldada: dT RT 2 E1 - E 2 = U Seega saame järeldada, et päri- ja vastassuunalise reaktsiooni aktiveerimisenergiate vahe on võrdne reaktsiooni soojusefektiga, seega ka süsteemi alg- ja lõppoleku energiate vahega U. Arrheniuse võrrand eeldab, et regeerimiseks peab molekulidel olema teatav energiavaru, mille määrab reaktsioonile iseloomulik suurus E. Molekule, mille siseenergia on võrdne aktiveerimisenergiaga, või sellest suurem, nimetatakse aktiivseteks. Sisuliselt on aktiveerimisenergia seotud vajadusega nõrgendada keemilisi sidemeid reageerivas molekulis, deformeerida molekuli ja ületada osakestevahelist tõukumist
temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut. 18. 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
Põlemissoojus- ühe mooli aine täielikul põlemisel vabanev soojusehulk. 3. Hessi seadus - Reaktsiooni soojusefekt sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppolekust. 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
määrab protsesside ja aja suuna. - dünaamiline; - Boltzmanni entroopia, kus k-Boltzmanni konstant, W- termodünaamiline tõenäosus; S sõltub sellest, kuidas on võimalik saavutada süsteemi olekut. Kõik füüsilised ja keemilised protsessid toimuvad entroopia kasvamise suunas, see tähendab oma energia vähenemise suunas, mis säästab kaosi surendamist. 35) Entalpia on olekufunktsioon, mille muut konstantsel rõhul on võrdne protsessi soojusefektiga. Selle muut toimub siseenergia arvelt. H=E=U+pV Kui rõhk süsteemis on konstanstne (süsteem ei tee tööd), siis entalpia muut sõltub ainult süsteemi siseenergia muudust: . Kui nüüd ja süsteem ei tee tööd (=0): , siis . 36) Vabaenergia on olekufunktsioon, mis määrab keemiliste reaktsoonide suuna ja tasakaalu. Gibbs´i võrrand: G=U-TS+pV, kus U-siseenergia, p-rõhk, V-ruumala, T- absoluutne temperatuur ja S-entroopia
sisaldus proovis, mida antud metoodika võimaldab usaldusväärselt kvantitatiivselt määrata. 35. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. 36. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U q 37. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia (kui rõhk ei muutu) Keemias toimub enamus reaktsioone aga konstantsel rõhul (lahtises anumas). Siin teeb süsteem saadud soojuse arvel ka tööd ja tema siseenergia muutus on selle võrra väiksem. Siseenergia pole piisavalt hea olekufunktsioon, kirjeldamaks süsteemiga toimunud muutusi. Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H. H = U + P V Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul.
RT Termodünaamika I seadus sätestab, et keha siseenergia saab muutuda tänu soojushulgale, mis saadakse väliskeskkonnast ning tööle, mida süsteem teeb välisjõudude vastu. Termodünaamika I seadus valemi kujul: ∆u=Q+A, kus Q-soojushulk (J), ∆u-süsteemi siseenergia muut(on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal) (J), A-töö (J) Kõige lihtsam töö vorm on mehaaniline töö. Näiteks gaas teeb paisumisel tööd dA = pdV, kus p on gaasi rõhk ning dV on ruumala muut. Võimalikud on ka muud töö vormid (nt. elektriline: aku laadimine-tühjenemine) Isoprotsessides: isotermiline T=consT. Δu=0 Q=A isokooriline V=consT. Δu=Q A=0 isobaariline p=consT. A=pΔV Δu=Q-A adiabaatiline Q=0 Δu=-A
aktseptor) ning happe (prootoni doonor) kontsentratsioonide suhtega pH = pKa + log10 [A-] / [HA]. 4. Termdünaamika esimene seadus: kõigi energialiikide summa süsteemis on jääv suurus. Konstantse ainehulga juures siseenergia muutus: E = Eproduktid Ereaktandid = Q W (Q-süsteemi sisestatud soojushulk; W-süsteemi poolt tehtud töö). Entalpia H on keemias kasutatav süsteemi soojusefekti iseloomustav parameeter. Konstantse rõhu juures enatalpia võrdub soojusefektiga. H<0 eksotermiline; H>0 endotermiline 2 Termodünaamika teine seadus: kõik protsessid kulgevad tasakaalu e minimaalse potensiaalse energia poole e entroopia Lehekülg kasvu suunas
· Parameetrite omavaheline sõltuvus kujutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M*RT pV=nRT 30. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuseseadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. 31. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U=q+ U siseenergia muutus q susteemile antav soojushulk w töö 32. Protsessid püsival ruumalal ja rohul, entalpia, soojusmahtuvus. Siseenergia muut on vordne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia- Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H. H =U + PV H =U +n(gaas)RT Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul. Soojusmahtuvus soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tostmiseks 1 oC vorra kui temperatuuri tostmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). Soojusmahtuvuse uhikuks on [J/K]. C = q/ T Ideaalsete gaaside soojusmahtuvused ei soltu temperatuurist. Koigil muudel juhtudel tuleb
T=konst isotermilised protsessid Adiabaatilised protsessid ei toimu soojusvahetust ümbrusega (q = 0) muutuvad: T , P , V Eksotermiline protsess soojus eraldub Endotermiline protsess soojus neeldub Adiabaatiline protsess puudub soojusvahetus Avaldame soojusefekti termodünaamika I seadusest: q =d U w = d U + pdV Kui ruumala ei muutu, siis p d V =0 q V = d U Kuna U on olekufunktsioon, siis q V = U Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia (kui rõhk ei muutu) Keemias toimub enamus reaktsioone aga konstantsel rõhul (lahtises anumas). Siin teeb süsteem saadud soojuse arvel ka tööd ja tema siseenergia muutus on selle võrra väiksem. Siseenergia pole piisavalt hea olekufunktsioon, kirjeldamaks süsteemiga toimunud muutusi. Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H . H = U + PV Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul.
reaktsioonikiiruse pöördväär--tuse -1/rA korrutisega, reaktsioonisegu -tihedus ja kontsentratsioon - soojusefektiga on eksotermilised ja -endotermilised selletõttu on reaktsiooni--kiirus väike ja reaktsioonil optimisee--rimine on tähtis mitte ainult lähte ainete eralduv soojushulk -väike.Teine lõkepunkt on aga
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Vahetusreaktsioon - kulgeb kahe liitaine vahel, kusjuures tekib kaks uut liitainet: BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl Termodünaamika 26. Termodünaamika I seadus- ehk energia jäävuse seadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks 27. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. q = ∆U + w 28. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral ΔH > 0 ja eksotermilise protsessi korral ΔH < 0 Soojusmahtuvus – soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tõstmiseks 1 ºC võrra kui temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). 29. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused.
Soojusmahtuvus (C) Soojusmahtuvus soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tõstmiseks 1 ºC võrra kui temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). Soojusmahtuvuse ühikuks on [J/K]. C=q/T Soojusefekt konstantsel ruumalal ja konsntantsel rõhul. Entalpia Avaldame soojusefekti termodünaamika I seadusest: q =dU w = dU +pdV Kui ruumala ei muutu, siis pdV =0 qV = dU Kuna U on olekufunktsioon, siis qV = U Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia (kui rõhk ei muutu) Keemias toimub enamus reaktsioone aga konstantsel rõhul (lahtises anumas). Siin teeb süsteem saadud soojuse arvel ka tööd ja tema siseenergia muutus on selle võrra väiksem. Siseenergia pole piisavalt hea olekufunktsioon, kirjeldamaks süsteemiga toimunud muutusi. Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H. H = U + PV -Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul
Soojusmahtuvus (C) Soojusmahtuvus soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tõstmiseks 1 ºC võrra kui temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). Soojusmahtuvuse ühikuks on [J/K]. C=q/T Soojusefekt konstantsel ruumalal ja konsntantsel rõhul. Entalpia Avaldame soojusefekti termodünaamika I seadusest: q =dU w = dU +pdV Kui ruumala ei muutu, siis pdV =0 qV = dU Kuna U on olekufunktsioon, siis qV = U Siseenergia muut on võrdne soojusefektiga konstantsel ruumalal. Entalpia (kui rõhk ei muutu) Keemias toimub enamus reaktsioone aga konstantsel rõhul (lahtises anumas). Siin teeb süsteem saadud soojuse arvel ka tööd ja tema siseenergia muutus on selle võrra väiksem. Siseenergia pole piisavalt hea olekufunktsioon, kirjeldamaks süsteemiga toimunud muutusi. Konstantsel rõhul toimuvate protsesside kirjeldamiseks on parem entalpia H. H = U + PV -Entalpiamuut on soojusefekt konstantsel rõhul
Termokeemilises võrrandis toodud soojusefekt vastab reaktsioonivõrrandi koefitsientidega võrdsete arvude moolide ainetega toimuvale reaktsioonile. Kui reaktsioonivõrrandi koefitsiente korrutada või jagada mingi arvuga, tuleb ka soojusefekti korrutada või jagada sama arvuga. · H märk muutub protsessi suuna pööramisel Pärisuunalise reaktsiooni soojusefekt on absoluutväärtuselt võrdne ja märgilt vastupidine pöördreaktsiooni soojusefektiga. · Enamike reaktsioonide soojusefekt sõltub temperatuurist Soojusefektide ümberarvutamisel (konstantsel rõhul) ühelt temperatuurilt teisele tuleb arvesse võtta H sõltuvust temperatuurist. Keemilise reaktsiooni soojusefekti temperatuurikoefitsient on arvuliselt võrdne reaktsioonist osavõtvate ainete molaarsete soojusmahtuvuste algebralise summaga, milles produktide soojusmahtuvused loetakse positiivseteks, lähteainete omad negatiivseteks, ja arvestatakse
annaabi.ee 
