Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Termodünaamika valemid". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
massiprotsent, molaarmass, molaalsus, konsentratsioon, entalpia, siseenergia, gibbsi, vabaenergia, entroopia, poolestusaeg, produktide, osmootneIdeaalse gaasi olekuvõrrand (Clapeyroni-Mendelejevi võrrand): pV = nRT , R – gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/mol⋅K (ehk 0.0820 dm ⋅atm/mol⋅K); 3 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, nt. siseenergia (U), entalpia (H), entroopia (S), vabaenergia (G); on määratud süsteemi olekuga ega sõltu sellest, kuidas see olek on saavutatud. Süsteemi koguenergia (E): E = Ekin. + Epot + U, Ekin ja Epot – süsteemi kui terviku kineetiline ja potentsiaalne energia. 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 ,
Ideaalse gaasi olekuvõrrand (Clapeyroni-Mendelejevi võrrand): pV = nRT , R gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/molK (ehk 0.0820 dm atm/molK); 3 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, nt. siseenergia (U), entalpia (H), entroopia (S), vabaenergia (G); on määratud süsteemi olekuga ega sõltu sellest, kuidas see olek on saavutatud. Süsteemi koguenergia (E): E = Ekin. + Epot + U, Ekin ja Epot süsteemi kui terviku kineetiline ja potentsiaalne energia. 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 ,
Termokeemilised vôrrandid selline reakts. vôrrand, millele on lisatud reakts.i soojusefekt. Q- efekt sôltub T-st ja P-st. Hessi seadus reaktsiooni Q-efekt sôltub ainult lähteainete ja saaduste iseloomust (ja oleku parameetritest), kui ei sôltu reaktsiooni kulgemsie viisist ega vahe etappidest. Tekkeentalpia [H = Hj,f - Hi,f]: ühe mooli aine tekkimisel lihtainetest eraldub vôi neeldub soojust st. ühe mooli aine tekkimise Q-efekt. Pôlemisentalpia [Hc = Hj,c - Hi,c]. III Entroopia. Entroopia selline olekufunktsioon, mis isel. süsteemi korrapäratust. Energia kulub entroopia kasvuks: [Hsul = TS]. Tegurid: agr. olek (eriti gaasid), ainete segunemine, temperatuur. Termodünaaika II seadus isoleeritud süsteemis kulgevad protsessid entroopia kasvu suunas e. Q ei lähe iseenesest külmemalt kehalt soojemale. W termodünaamiline tôenäosus; näitab mitu erinevate mikrolekut saab saavutada samas makroolekus. Boltzmanni vôrrand [S=klnW].
Iooniline ühend – koosneb erinimeliselt laetud ioonidest (nt Na2CO3) Molekulaarne ühend – koosneb elektriliselt neutraalsetest molekulidest (nt H2O) (metallid pigem lovutavad elektrone ja moodustavad katioone; mittemetallid pigem liidavad elektrone ja moodustavad anioone) Mool – ainehulk, milles on sama palju osakesi (aatomeid, molekule), kui neid on 12 grammis süsinik-12’s. Avogadro arv – vastav osakeste arv on Avogadro arv: Na = 6,0221*10 astmel 23 Aine molaarmass – ühe mooli e 6,0221*10astmel23 molekuli (ka aatomi, iooni) antud aine mass Homogeenne segu – selle koostis on sama ka väga väikestes segu kogustes. Nt siirup või soolvesi. Homogeenseid segusid nimetatakse lahusteks. Heterogeenne segu – selles segus on komponendid eristatavad kas palja silmaga (liiv ja vesi) või mikroskoobiga (piim). Lahusti – lahuse see komponent, mida on kõige rohkem, või mille tähtsust tahame rõhutada (nt vesi)
w rev - w 0 1. Selgitage järgmisi keemilise termodünaamika kuumemalt kehale külmemale. Kui gaas paisub mahust põhimõisted:termodünaamiline süsteem, vaakumisse siis x suureneb , q paisub, saabub tasakaal. tasakaal,temperatuur. 5. Töö, soojuse ja siseenergia arvutamine ideaalgaasile , kokkusurumisel: Kuidas on defineeritud absoluutne temperatuuriskaala? isotermilise, isokoorilise ja isobaarilise protsessi korral. Termodünaamiline süsteem süsteem eeldab et ta oleks V2 V1 piiritletud
moolides ühes kuupdetsimeetris lahuses. 3. Molaalne kontsentratsioon (m, c(m) või c m ) - lahustunud aine hulk moolides ühes kilogrammis lahustis. 4. Moolimurd (X) - lahustunud aine moolide arvu suhe kogu lahuse (st. lahusti ja lahustunud aine) moolide arvusse. Kui seda suhet väljendada protsentides, saame mooliprotsendi. Näide 1. 7,46 g KCl lahustati 67,14 g vees. Saadi lahus tihedusega = 1,063 g/cm 3 . Arvutage KCl massiprotsent, molaarsus, molaalsus ja moolimurd selles lahuses. Lahendus a) KCl massiprotsendi P arvutame seosest m(lah. aine) m(lah. aine) P= 100% = 100% . m(lahus) m(lah. aine) + m(lahusti) 7,46 g P= 100% = 10,0% (7,46 + 67,14) g b) Molaarsuse arvutame seosest n(lah. aine) (mol) c= . V(lahus) (dm 3 )
ülejäänust eraldatud reaalsete või mõtteliste piiridega. Süsteemid liigitatakse ülesehituse ja koostise alusel: välisrõhuga võrdne gaasi rõhk. Homogeenne süsteem süsteemi omadused on Termiliselt isoleeritud anumas saab gaasi paisumistöö kõikides süsteemi osades samad või muutuvad ainukeseks allikaks olla gaasi siseenergia paisumise ühtlaselt. käigus gaas jahtub. Heterogeenne süsteem koosneb mitmest Keemilised ja füüsikalised protsessid toimuvad enamasti üksteisest reaalsete pindadega eraldatud kas püsival rõhul või süsteemi muutumatu ruumala juures.
kristallikese lisamisel. Lahuste kvantitatiivset koostist iseloomustab kontsentratsioon. Kontsentratsiooniks nimetatakse lahustunud aine hulka lahuse (või lahusti) kindlas kaalulises või ruumalalises hulgas. Tähtsamad kontsentratsiooni väljendusviisid: 1. Massimurd lahustunud aine massi ja kogu lahuse massi suhe. Kui seda suhet väljendada protsentides, saame massiprotsendi ( tähistatakse P(%) ). Massiprotsent näitab seega lahustunud aine kogust massiühikutes 100-s lahuse massiühikus. m l.aine P%= ∗100 % m lahus 2. Molaarne kontsentratsioon (c, c(M) või cM) lahustunud aine hulk moolides ühes kuupdetsimeetris (liitris) lahuses. n c=
Kindel parameetrite kombinatsioon määrab süsteemi oleku. Olekuparameetrid: p — rõhk T — temperatuur V — ruumala n — aine hulk Igasugune parameetrite muutus on termodünaamiline protsess ja nende muutus viib uue oleku tekkele. Olekufunktsioonid — suurused, mille väärtus on üheselt määratud ainult süsteemi olekuga ega sõltu sellest, millisel teel see olek saavutatud on. Neid ei saa eksperimentaalselt mõõta ega harilikult ka arvutada; arvutada saab nende muutust. U — siseenergia [kJ] H — entalpia [kJ] S — entroopia [J/kmol] G — Gibbsi vabaenergia [kJ/mol] W — töö [kJ] } pole olekufunktsioonid, sest nende väärtus sõltub viisist, mille q — soojus [kJ] } kaudu olek on saavutatud. Entalpia arvestab lisaks süsteemile ka teda ümbritsevat keskkonda. Gibbsi energia — energia, mille arvel süsteem teeb tööd Entroopia — korrapäratuse mõõt; entroopia absoluutväärtust saab arvutada. 2. termodünaamika I seadus. Soojusefektid:
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.
mitte sellest kuidas süsteem antud olekusse on jõudnud Keskendutakse eelkõige muutustele . Muutus tähendab erinevust süsteemi lõppoleku ja algoleku vahel. Näiteks E = E(lõppolek) E(algolek) Süsteemi olek on antud kõikide ainete hulkade ja kahega kolmest järgnevast parameetrist rõhk P (Pa), temperatuur T (K), ruumala V (m3). Termodünaamika esimene seadus Ehk energia jäävuse seadus: isoleeritud süsteemi energia on jääv Suletud süsteemis võib siseenergia muutuda, kas soojuse q (J) või töö w (J) kaudu: E = q w NB! Soojus ja töö ei ole olekufunktsioonid ja mõlemad sõltuvad sellest kuidas antud olek on saavutatud Paisumistöö w = PV Entalpia H on reaktsiooni soojusefekt konstantsel rõhul: H = E + PV Entalpia on olekufunktsioon Biokeemilistes protsessides on H ligikaudu võrdne E Näiteks palmitiinhappe oksüdatsioon: CH3(CH2)14COOH (tahke) + 23O2 (gaas) 16CO2 (gaas) + 16H2O (vedelik) H = -9958,7 kJ/mol ja E = -9941,4 kJ/mol NB
elektronidest, elektriliselt neutraalne. Ioon – koosneb ühest või mitmest aatomituumast ja elektronist, omab pos (katioon) või neg (anioon) laengut. 2. Aatomi mass – aatomi mass grammides. Näiteks 10-24 g Ühik: g Molekuli mass – molekuli mass grammides. Ühik : g Aatommass – keemilise elemendi või selle isotoobi ühe aatomi mass aatommassiühikutes (amü). Molekulmass – ühe molekuli mass aatommassiühikutes (amü) ehk süsinikuühikutes (sü). Molaarmass – ühe mooli aine mass grammides. Ühiks: g/mol 3. Aine - *üks aine esinemisvormidest; *kõik, millel on olemas mass ja mis võtab enda alla mingi osa ruumist; *koosneb aatomites, molekulidest või ioonidest. Lihtaine – keemiline aine, milles esinevad ainult ühe elemendi aatomid. N: O3 Liitaine – keemiline ühend, milles esinevad kahe või enam elemendi aatomid. N: H2O Aine olekud erinevad molekulide paigutuse poolest, mitte molekulide struktuuri poolest
elektronidest, elektriliselt neutraalne. Ioon koosneb ühest või mitmest aatomituumast ja elektronist, omab pos (katioon) või neg (anioon) laengut. 2. Aatomi mass aatomi mass grammides. Näiteks 10-24 g Ühik: g Molekuli mass molekuli mass grammides. Ühik : g Aatommass keemilise elemendi või selle isotoobi ühe aatomi mass aatommassiühikutes (amü). Molekulmass ühe molekuli mass aatommassiühikutes (amü) ehk süsinikuühikutes (sü). Molaarmass ühe mooli aine mass grammides. Ühiks: g/mol 3. Aine - *üks aine esinemisvormidest; *kõik, millel on olemas mass ja mis võtab enda alla mingi osa ruumist; *koosneb aatomites, molekulidest või ioonidest. Lihtaine keemiline aine, milles esinevad ainult ühe elemendi aatomid. N: O3 Liitaine keemiline ühend, milles esinevad kahe või enam elemendi aatomid. N: H2O Aine olekud erinevad molekulide paigutuse poolest, mitte molekulide struktuuri poolest
Entroopia süsteemi korrapäratuse mõõt (S, J/K·mol). Entroopia kasv S >0, sulamine, aurustumine, lahustumine, temp tõstmine, reaktsioonid, kus gaasiliste ainete hulk kasvab Entroopia kahanemine S < 0, veeldumine, tahkestumine, gaasiliste ainete mahu vähenemine. Entroopia muuda arvutamine S = q/T ; So = So(produktid) So(lähteained) Termodünaamika esimene seadus - energia jäävuse seadus, mille kohaselt igas isoleeritud termodünaamilise süsteemi protsessis on siseenergia konstantne. Termodünaamika teine seadus Igas spontaanses protsessis peab süsteem ja ümbritsev keskkonna summaarne entroopia kasvama. Termodünaamika kolmas seadis kui temperatuur läheneb absoluutsele nullile, läheneb süsteemi entroopia konstandile
Loeng 7-8 Keemilised reaktsioonid 1). Keemiliste reaktsioonide kirjutamine. Kirjeldamaks keemilist reaktsiooni kirjutatakse noolega eraldatuna lähteainete ja produktide valemid. Võrrand tasakaalustatakse, paigutades stöhhiomeetrilised koefitsiendid valemite ette nii, et lähteained ja produktid sisaldavad võrdse arvu kõikide elementide aatomeid. Aine molekulmass on tema valemis sisalduvate elementide aatommasside summa. Molekulmass grammides on selle aine molaarmass. See aine hulk on mool (mol) ja temas sisaldub Avogadro arvule ( NA = 6,02x 1023) võrdne arv osakesi (aatomeid, molekule, ioone, elektrone.valemile vastavaid ühikuid, sõltuvalt aine tüübist). Koefitsiendid tasakaalustatud võrrandis on reaktsiooni lähteainete ja produktide suhtelised moolide arvud. Iga aine jaoks moolid on kergesti muundatavad grammideks (kasutatades molaarmassi) või osakeste arvuks (Avogadro arvu abil). Niisiis,
2. Selgitage järgmisi mõisteid: olekuparameetrid, olekufunktsioonid, protsessi funktsioonid, intensiivsed ja ekstensiivsed suurused. Tooge näiteid! Olekuparameetrid - Neande all mõistetakse füüsikalisi makrosuurusi, mis määravad kindlaks töötava keha oleku, mida saab mõõta.; Olekufunktioonid süsteemi olekufunktsioonid on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist: tihedus, siseenergia (kõrgus merepinnast). Olekufunktsiooni erinevus kahe oleku vahel sõltub ainult nendest olekutest, aga mitte viisist, kuidas ühest teise liiguti.; Protsessi funktsioonid - Mehaaniline töö kui protsessi funktsioon sõltub sellest, kuidas td süst. läheb üle algolekust lõppolekusse. Mehaaniline töö loetakse posit. td süst. paisumisel (mahu suurenemisel), negatiivseks aga komprimeerimisel (mahu väh.).; Intensiivsed suurused - Intensiivseteks nim
! kui ühe aine kontsentratsioon on väga ülekaalus, võib järk olla ka murdarvuline võrdetegur – näitab reaktsiooni kiirust tingimustes, kus kõigi reageerivate ainete kontsentratsioonid võrduvad ühega. I järku reaktsiooni: 1) kiiruskonstant 1 c k I ln 0 t ct t – aeg, c0 – algkontsentratsioon ct – kontsentratsioon ajahetkel t 2) poolestusaeg - aeg, mille vältel reageerib ära pool lähteaine hulgast ln 2 0.693 kI kI reaktsiooni mehhanism – reaktsiooni tegeliku kulgemise viis 1) lihtreaktsioonid – kulgevad ühes etapis; järk võrdub molekulaarsusega 2) pöörduvad reaktsioonid – kulgevad üheaegselt kahes suunas reaktsiooni üldine kiirus v = v1 – v2 nt a) nõrkade hapete / aluste soolade hüdrolüüs
seadus)....................................................................................................................................................4 8.Mehaaniline töö e.(mahumuutuse töö), arvutamine (valem) ja kujutamine olekudiagrammil...........5 9.Tehniline töö e.(rõhumuutuse töö), arvutamine (valem) ja kujutamine olekudiagrammil.................5 10.Siseenergia ja soojuse mõiste (kuidas leitakse siseenergia, muutuse määramine protsessis)...........5 11.Termodünaamika esimene seadus (sõnastus ja matemaatiline avaldis)........................................... 6 12.Entroopia mõiste ja TS-diagramm....................................................................................................6 13.Soojushulga määramine entroopia abil (Soojushulga kujutamine TS-diagrammil).........................7 14
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 adiabaatiline protsess – energia/soojusvahetus puudub
Entalpia muutused energias Entroopia korrapäratuse kasv Kordamisküsimused (sissejuhatus, energia, vesi, sahhariidid) 1. Palmitiinhappe oksüdatsiooni Hº mõõdetuna kalorimeetris on -9958 kJ/mol. Milline võiks olla sama reaktsiooni Hº elusrakus: Sama entalpia on olekufunktsioon, ehk sõltub ainult süsteemi olekust, mitte selle saavutamise viisist. 2. Vette asetatud jäätükk sulab. Miks ei ole võimalik olukord, kus jäätükk muutuks veelgi külmemaks ümbritsev vesi aga soojemaks? Termodünaamika II seadus energia liigub isevooluliselt soojalt kehalt külmale. 3. Vee jäätumisel tema korrapära kasvab (S< 0). Kuidas on võimalik vee jäätumine? Kuna jäätumisel vee korrapära kasvab, siis vastab see madalamale entroopiale. Tingimuseks
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)
Eksponentliikme väärtused saavad olla vahemikus 10. See on osa lähteainest, mis on reageerimata, näitab seda fraktsiooni, mis on reageerimata. [A]+[B]=[A]0 [A]0-[B]=[A]0 [B]= [A]0 -[A]0 3 [B]= [A]0(1- ) Kui aeg t0, siis [B]=0, Kui t, siis [B]= [A]0, sest kogu lähteaine on ära reageerinud. Liiget [A]0 nimetatakse amplituudiks. Esimest järku reaktsioone iseloomustatakse nende poolestusaja kaudu t 1/2 . Poolestusaeg on aeg, mille jooksul on pool algsest ainest kadunud. Poolestusaeg on pöördvõrdeliselt seotud kiiruskonstandiga, mida suurem kiiruskonstant, seda väiksem on poolestusaeg ja seda ebastabiilsem on aine (lühiealine). Otsime aega t, mille puhul eelnev tingimus kehtiks. Astmest t välja toomiseks peame logaritmima mõlemat poolt. Fosfori poolestusaeg on 14,3 päeva. Radioaktiivne C poolestusaeg on 5470 aastat. Fosfor on karm kiirgus, aga kaob
2. . Vette asetatud jäätükk sulab. Miks ei ole võimalik olukord, kus jäätükk muutuks veelgi külmemaks ümbritsev vesi aga soojemaks? 3. Isevoolulisel protsessil liigub soojus alati soojemalt kehalt külmemale kehale.TD II seadus. Ehk siis soojus liigub veest jääle, kristallid lõhutakse ja jää sulab ära. 4. Vee jäätumisel tema korrapära kasvab (S < 0). Kuidas on võimalik vee jäätumine? 5. Vee jäätumisel tema korrapära kasvab, ehk (S < 0). Entroopia on korrapäratus ja jäätumisel korrapäratus(entroopia) väheneb. Enne vedelikus hüplesid molekulid ringi, kuid jäätudes muutusid nad rohkem organiseeritumaks, sest molekulid kaotasid energiat ja tulid üksteisele lähemale. 6. Elusorganismides toimub pidev korrapärase molekulaarse struktuuri loomine (S < 0). Kuidas see võimalik on? 7. Toitu süües tekitab organism keerulisi molekulaarseid struktuure, energiast ammutades. Selle kasvu eest
Leidub ka väga vähe aeroioone. 5. millistel juhtudel ioonreaktsioonid lähevad lõpuni, iga korral näide. v: 1)tekib vähelahustuv sade: Ag*+Cl´= AgCl(t) 2) tekib lenduv ühend: SO3´+2H*= So2(g) +H2O* 3) Kompleksiooni moodustumine: Au3*+4Cl´=[AuCl4]´ 4) Vähedissotsieeruva ühendi teke: a) neutralisatsioonireaktsioonid (tugev hape + alus) h*+oh´= H2O b) nõrga happe väljatõrjumine (tugeva happega) H*+ CH3COO´=CH3COOH H*+CN´=HCN 6. entroopia valem läbi tõenäosuse v: entroopia ehk S=( R/Na)x ln W (tõenäosus on W) 7.Mendelejevi perioodilisuse definitsioon v: Elementide omadused, aga seetõttu ka nende poolt moodustatud lihtsate ja keeruliste kehade (liht- ja liitainete) omadused on perioodilises sõltuvuses nende aatomkaalust. II rida 1. Ideaalgaas v: lihtsustatud mudel, mis aitab mõista funktsionaalseid seoseid gaaside rõhu, temperatuuri ja ruumala vahel. PV= nRT ehk PVm=RT (sest VM= V/n) 2. Osmoosse rõhu valem, osmoosi seotus meditsiiniga
1.3. Termodünaamilise keha termilised olekuparameetrid. Termodünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna koosmõjul termodünaamiline keha muudab oma olekut. Termodünaamilise keha oma oleku iseloomustamiseks kasutatakse kolme termilist olekuparameetrit: e r i m a h t u (või tihedust), r õ h k u ja t e m p e r a t u u r i . Termiliste olekuparameetrite kõrval, nagu näeme allpool, leiavad kasutamist ka soojuslikud olekuparameetrid (siseenergia, entalpia, entroopia jt.). Termodünaamilise keha olek on üheselt määratud kahe meelevaldse olekuparameetriga. E r i m a h u k s nimetatakse keha massiühiku mahtu. Tähistades keha mahu V(m3) ja massi M(kg), siis erimaht v = V/M m3/kg Erimahu pöördväärtust nimetatakse tiheduseks: = M/V = 1/v kg/m3 Viimasest seosest järeldub, et v =1. R õ h u k s nimetatakse pinnaühikule normaali suunas mõjuvat jõudu.
1. ( ?) , , . . , , . , ( , ), . . ((p 0 v ) . () . 2. . , . . . ? . ) - , : pV=kNT (1-10) . N - V, k - . , . µ - (moolmass) , kg/kmol (tihedus), kg/m3 , : NA = 6,0228 10 23 molekuli /mool : µ/ = v µ = const - , . 3. . . ?( - , ?) - , ( , ) 2/3 . p = 2/3 n mw2/2 , (1-6) n m w2 . mw2/2 - . (1-6) ( ) - . - 2/3mw2/2 = kT (1-8) k k= 1,38 10-23 J/K , . (1-6) (1-8) V pV = nVkT (1-9) V N= nV 4. . , . ( .) pVµ = 8314 T ( ) µ, 1 ( ), : pv = R0T (1-19) R0 () R0= 8314/ µ , J/ (kgK) µ - , kg/mol R () R= 8, 314 J/ (molK) = 8314 J/ (kmolK) v , m3/kg V - , m3 R0
NT: võib süsinik esineda mitmesuguses kristallvormis /grafiit, teemant, karbiin). Seda nim. ALLOTROOPIAKS Aatomite mõõtmed ja mass on väga väikesed (1,674*10 -27 kg) Arvutuste hõlbustamiseks on kasutusele võetud SÜSINIKUÜHIK, mis on 1/12 12/6 C aatommassist ja tema väärtus on 1,6*10-27 kg AATOMMASS suhtearv, mis näitab, mitu korda on elemendi aatomi mass suurem 1/12 12/6 C aatommassist. NT: Ar(O)=16. 1.9 Avogadro arv. Mool. Molaarmass MOLEKULMASS arv, mis näitab, mitu korda on aine molekuli mass suurem 1/12 6/23 C massist. NT: M(h2So4)=2+32+4*46=98 MOOL ainehulga põhiühik, mis sisaldab niisama palju osakesi, kui on aatomeid 12 g C-s (nim. Avogadro arvuks: 6.02 *1023 osakest mooli kohta. MOLAARMASS aine 1 mooli mass grammides. NT: M(H2O)=18 g/mol. EKVIVALENTMASS aine mass, mis keemilistes reaktsioonides vastab 1,008 massiühikule vesinikule või 8 massiühikule hapnikule.
Katalüüsi mehhanismid Katalüsaatori roll Valdav enamus biokeemilisi reaktsioone on aeglased ei vasta metabolismi nõuetele Katalüsaator on substants, mis kiirendab keemiliste reaktsioonide toimumist jäädes ise reaktsiooni lõpuks muutumata kujule Katalüsaator · kiirendab reaktsiooni toimumist · ei muuda tasakaaluolekut · ei muuda termodünaamiliselt mittesoodsat reaktsiooni isevooluliseks · võimaldab metabolismi regulatsiooni Biokatalüsaatorid · valgud ensüümid · katalüütiline RNA ribosüümid Biokatalüsaatoreid iseloomustab · kõrge spetsiifilisus · kõrge efektiivsus Biokatalüsaatorid on efektiivsed Vesinikperoksiidi lagunemine veeks ja molekulaarseks hapnikuks: 2H2O2 2H2O + O2 · reaktsioon on termodünaamiliselt soodne · katalüsaatori puudumisel aeglane (stabiilne mitu kuud) · rauaioonide (Fe3+) j
Nii tekib elektrokeemilinetasakaal metalli ja lahuse vahel. Elektrilise kaksikkihi paksus d on ioonraadiuse suurusjärgus (~10-9 m). III. Elektroni poolt tehtav ja termodünaamiliselt maksimaalne kasulik tööVaatleme elemendi Zn | ZnSO4 || KCl || CuSO4 | Cu. Selles elemendis iga z mooli aine lahustumisel same elektriahelas zF kulonit elektrit. Kui see elektrokeemiline element töötaks termodünaamiliselt pööratavalt, siis konstantsel rõhul ja temperatuuril vastavalt TD teisele seadusele on Gibbsi vaba energia võrdne maksimaalse kasuliku tööga (Wmax), milleks antud juhul on elemendist saadav elektrienergia zFE, kus E on antud elemendi EMJ: Wmax = -G = zFE IV . Elektroodpotentsiaali teke, Nernsti võrrand Kui elektroodil toimub reaktsioon: voksoks + ze-=vredred (kus ja on vastavalt aine oksüdeerunud ja redutseerunud vormid, e- -elektron, vi -vastava vormi koefitsent), siis on tema potentsiaal arvutatav Nernsti võrrandi järgi: =0 + RT/zF ln a Oksvoks/a vred Red
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl Tekib rasklahustuv aine (sade) Tekib kerglenduv aine (gaas) Tekib nõrk elektrolüüt, nt. vesi Tekib lahustuv kompleksühend Kui ühtegi märgitud neljast tingimusest ei täideta, siis reaktsioon ei kulge. TERMODÜNAAMIKA 26. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seadus ehk energia jäävuse seadus ütleb: energia ei teki ega kao, vaid muundatakse mingiks teiseks vormiks. 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. Seega muutub suletud süsteemi energia energiavahetuse tõttu (kas töö või soojusena) keskkonnaga. Soojus, mis läheb välja (ekso), on negatiivne. Töö, mida süsteem teeb, on negatiivne (töö läheb välja). Selle tõttu suletud süsteemi siseenergia väheneb.
Näiteks soojusefekt reaktsioonile. C(grafiit) + O2(g) CO2(g) DH° = -393.5 kJ Kui me saame aga grafiidist enne süsinikoksiidi: C(grafiit) + 1/2 O2(g) CO(g) DH° = -110.5 kJ ja põletame CO seejärel edasi süsinikdioksiidiks: CO(g) + 1/2 O2(g) CO2(g) DH°= -283.0 kJ on summaarne eralduv soojushulk ikka -110.5 + (-283.0) = -393.5 kJ 145 Protsessi kogu energia e. entalpia DH= G + TS s.t. protsessi kogu energia ehk entalpia muut koosneb vabast energiast (G), mis võib muutuda tööks ja seotud energiaks (TS), mis saab eralduda ainult soojusena. 146 Entroopia Clausius formuleeris termodünaamika teise seaduse järgnevalt: igasuguse isoleeritud süsteemi entroopia püüab saavutada maksimumi. See tähendab, et protsess kulgeb iseeneslikult
osakest teisele nende osakeste võnkumise kaudu) ja Browni liikumine. Nõusolevalt Eincshteini ja Smoluhhovski molekulaar-kineetilise teooriaga piisavalt väikesele osakesele annavad keskkonna moolekulid mittekeskmist ja kompenseeritud (kui see on olukorras, kus on suhteliselt suur osake) impulssi, mis paneb osake kaootiliselt liikuma oma kiiruse suuruse ja suuna muutudes. 4) Agregaatolek on aine omadused hetkelisel perioodil, oleku muutusega kaasneb vabaenergia, entroopia, tihedus ja muud põhilised füüsilised omadused. Põhiolekud: vedel, tahke (jaotakse tahkisteks ja amorfseteks aineteks) ja gaasiline olek. Tahke aine säilitab nii kuju, kui ka mahtu, omab suhteliselt suur tihedust; osakesed tahkes aines võnkuvad tasakaalu seisundi juures. Vedelik säilib mahtu, kuid ei säili kuju, tihedus on väiksem, kui tahkes aines; vedeliku molekulidel ei ole määratud asendi, kuid samal ajal nende vahel ilmuvad mõjud, mis tõmbavad neid kokku
annaabi.ee 
