Pojęcia podstawowe Prawo działania mas Związek stałej równowagi z funkcjami termodynamicznymi Izobara van t Hoffa

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Pojęcia podstawowe Prawo działania mas Związek stałej równowagi z funkcjami termodynamicznymi Izobara van t Hoffa"

Oskar Czarnecki
5 lat temu
Przeglądów:

1 Równwg chemczn.8.. jęc dstwwe.8.. w dzłn ms.8.3. Zwązek stłej ównwg z funkcjm temdynmcznym.8.4. Izb vn t Hff.8.5. Iztem vn L- lnck.8.6. Reguł Le Chtele-Bwn.8.7. Ilścw nlz stnu ównwg

2 RÓWNOWG CHEMICZN W zleżnśc d skłdu mesznny ekcyjnej mżemy czekwć smzutneg zebegu ekcj w w, w lew (smzutne zebeg ekcj zecwn) lub zstwn zez ną w ównwdze. G substty G S < dukty G S < G S = dg ekcj G < ces jest smzutny G > dwtny ces jest smzutny G = żdn zmn ne jest sntnczn ukłd jest w ównwdze.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 /

3 RÓWNOWG CHEMICZN Wnsk: cesy zebegją w keunku wywłującym tką zmnę wtśc metów ukłdu, któ cąg z sbą zmnejszne wtśc entl swbdnej w zydku sągnęc chwlwych wtśc metów wdzących d ddtnej wtśc entl swbdnej ces zestje zebegć, sntnczny stje sę ces dwtny jkklwek zmn któegklwek z metów ukłdu będąceg w stne ównwdze wduje tką ekcję ukłdu, by znwelwć dzłne bdźc umżlwć wót d stnu ównwg eguł zeky Le Châtele.8. Równwg chemczn G substty G S < dukty G S < G S = dg ekcj Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 3

4 RÓWNOWG CHEMICZN RWO DZIŁNI MS wnwctw chemczne dl ekcj: Wwdzjąc znczene R W stne ównwg: =, (, ln ) R ( ) R ln R (, )... ln (, ln (, ) R ln... (, )... w dzłn ms Guldbeg-Wgeg (867) ).8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 4

5 RÓWNOWG CHEMICZN RWO DZIŁNI MS Wnsek Dl ekcj: v v B B v M M v N N zstjącej w stne ównwg, welkść, zwn temdynmczną stłą ównwg tej ekcj Q ów Y vy ówy vm ówm v ów vn ówn vb ówb jest welkścą chkteystyczną dl ekcj stłą w dnej temetuze..8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 5

6 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd zętśc zmn entl swbdnej G R ln H (g) + /O (g) = H O (g) G = - 8 kj eq = ex(- G /R) =.7 x 38 Lek + Enzym = mleks Lek-Enzym G = - Rln( eq ) = - 4 kj eq = ex(- G /R = 7 Wydek stewc Hndenbeg.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 6

7 RÓWNOWG CHEMICZN W jk ssób stł ównwg zleży d ent entl ekcj? G G O R ln G O R ln e G R R e O O O O H S R H R S R e e.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 7

8 RÓWNOWG CHEMICZN Oblczne stnddweg wnwctw stłej ównwg R H ln S S S Równn te zwlją n blczene stłej ównwg, le znne są wtśc stnddwe ceł ekcj z stnddwej ent swdwnej ekcją. W blczench stnddweg wnwctw ekcj kzyst sę z eguły z mżlwśc zedstwen sumy: jk szeegu tęgweg: v C 98 m,, v H m, tw,98, v v C m., S 98, 3 d d 98 m,.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 8

9 zykłd Oblczyć wtść stłej ównwg z stnddweg wnwctw ekcj syntezy mnku. 3 3 NH N H, v S S, v G G S H G S H G G, H tw, v H R ln by blczyć wtść stnddweg wnwctw ekcj w keślnej temetuze nleży znć stnddwe ceł ente ekcj w tej temetuze. Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 9.8. Równwg chemczn RÓWNOWG CHEMICZN

10 IZOBR VN HOFF ZLEŻNOŚĆ SŁEJ RÓWNOWGI OD EMERURY ), ( / e R R ln R R ln Różnczkując względem temetuy: Wykłd z Chem Fzycznej st..8 /.8. Równwg chemczn RÓWNOWG CHEMICZN

11 RÓWNOWG CHEMICZN IZOBR VN HOFF (cd) Z zednej elcj z n dstwe ównn Gbbs-Helmhltz mżn tzymć: Równne zby (vn t Hff) ln ln H R stć scłkwn:.8. Równwg chemczn d d ln ln H, m H H H R d d Vn t Hff tzymł jk ewszy ngdę Nbl z chem w 9. Wykłd z Chem Fzycznej st..8 /

12 RÓWNOWG CHEMICZN IZOBR VN HOFF (cd) Zkłdjąc nezleżnść entl ekcj d temetuy: Zleżnść lg d l/ w newelkm zkese temetu: - dl ekcj endtemcznych, b - dl ekcj egztemcznych ln, ln, H R Uwg: Ścśle bąc ceł ekcj jest funkcją temetuy w chff. Ozncz t, że wykes ne będze n gół lnwy, lecz złżną funkcją temetuy.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 /

13 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd N dstwe tblc fzykchemcznych blczyć temetuę, w któej stł ównwg nższej ekcj jest ówn jednśc. H CO H O H CO g (, ) R ln (, ) zdne swdz sę d blczen temetuy, w któej (,)=. Dne temdynmczne: CO H O CO g H m, tw,98 tw,98 ( ) kjml kjml J ml 393,5 4,8,5 394, 8,4 37, 8,4 C m, 44,5 9,4 8,67,7 4, 3 3 3,3,3 3 8,54, , Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 3

14 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd (cd) Zleżnść ()=f() H 98 O,98 v v O H tw,98, 98 M, tw,98, 8,8kJ H O 4,kJ 3 3 d.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 4

15 RÓWNOWG CHEMICZN IZOERM VN LR-LNC ZLEŻNOŚĆ SŁEJ RÓWNOWGI OD CIŚNIENI e / R (, ) R ln Różnczkując względem cśnen: ln R R V M.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 5

16 RÓWNOWG CHEMICZN IZOERM VN LR-LNC kzystjąc z ównn Gbs-Helmhltz uzyskuje sę nlgczne zleżnść cśnenwą: ln V R d ln V R d d ln V R d.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 6

17 zykłd Stł ównwg ekcj syntezy mnku w temetuze d cśnenem wyns. Oblczyć stłą ównwg tej ekcj w tej smej temetuze le d cśnenem. v x ln W tym zydku 3 v ln ln ln d x x x x x x cłkując w gncch d d tzymmy: 3 3 NH H N Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 7.8. Równwg chemczn RÓWNOWG CHEMICZN

18 RÓWNOWG CHEMICZN REGUŁ RZEORY LE CHELIER-BROWN (887) Zleżnść stłej ównwg d temetuy zleży d efektu celneg ekcj H H V V ln ln Zleżnść stłej ównwg d cśnen zleży d efektu bjętścweg ekcj.8. Równwg chemczn ln ln HENRI LOUIS LE CHELIER (85-936) Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 8

19 C wesz enegetyce ekcj, któą zdemnstwn bk? C wesz wływe cśnen n tę ekcję? N O 4 (g) NO (g) Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 9

20 Wływ, n łżene stnu ównwg N (g) + 3H (g) = NH 3(g) ( = -; H <<)

21 Wływ, n łżene stnu ównwg CO (g) + H O (g) = CO (g) +H (g) ( = H < )

22 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd - Wływ gzu bjętneg n łżene stnu ównwg Gz bjętny ne beze udzłu w ekcj (fmlne mżemy zysć mu wsółczynnk stechmetyczny ówny zeu), le jeg becnść zmnejsz ułmk mlwe egentów gzwych zez zwększene sumycznej lczby ml (N). g ( x / ) x n N ( n / ) (/ N) g g ( n / g ) N g.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 /

23 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd - Wływ gzu bjętneg n łżene stnu ównwg zy jkścw óżne skutk ddn gzu bjętneg d ukłdu ekcyjneg. > (wzst bjętśc dl zchdzącej ekcj ) g N ( n / ) g ddnu gzu neutlneg ównwg zesuw sę w w. < (zmnejszene bjętśc dl zchdzącej ekcj) g ( n / ) N g ddnu gzu neutlneg ównwg zesuw sę w lew 3. = (bjętść ne zmen sę dczs ekcj) gz bjętny ne wływ n łżene stnu ównwg. Wnsek: wływ gzu bjętneg dwd dwtnemu wływw cśnen (stężen) - zwększene lśc gzu bjętneg wduje zmnejszene cśneń cząstkwych (stężeń) egentów.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 3

24 RÓWNOWG CHEMICZN Oblczne stężeń egentów w stne ównwg ) Oblcz sę n dstwe wyższych wzów wtść stnddweg wnwctw ekcj w dnej temetuze. ) Oblcz sę dwdjącą temu wnwctwu wtść. 3) Ułżene blnsu stechmetyczneg ekcj wyżene lczb ml szczególnych egentów jk funkcj jednej zmennej: lczby stęu ekcj 4) Wyżene ułmków mlwych egentów jk funkcj zmennej zedstwene ównn n stł ównwg jk ównn jednej newdmej 5) Rzwązne teg ównn, tzn. blczen wtśc dwdjących stnw ównwg. 6) Oblczene ułmków mlwych w stne ównwg n dstwe zwązków mędzy x ustlnych w unkce (4)..8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 4

25 M O M O O M O 4 O 4 O 4 zykłd: nlz lścw stnu ównwg n n n n n n n n n M M M czątkw n zmn d stnu ównwg w stne ównwg ułmek mlwy, x cśnene cząstkwe Jeśl M są gzm dsknłym n n n n Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 5.8. Równwg chemczn RÓWNOWG CHEMICZN

26 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd: Oblczne stężeń egentów w stne ównwg Rekcj mędzy gzm dsknłym: B B zebeg d ustlen sę stnu ównwg. Znjąc wtść wnwctw stnddweg tej ekcj blczyć ułmk mlwe stężen cząstkwe wszystkch egentów w stne ównwg. newż wtść jest dn wst blczene jest bdz ste: Blns stechmetyczny: (, ) R ln (, ) B B n lub.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 6

27 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd (cd) Wyżene ułmków mlwych zez zs w dzłn ms: n k n n B B n x n x B n B x B n B x,736 x x B x B.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 7

28 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd Mesznnę ównych bjętśc N H zeuszczn d cśnenem,56 nd ktlztem w tem. 6. Gz wychdzący z ec ekcyjneg zweł 4 % NH 3. Zkłdjąc, że w ektze zstł sągnęty stn ównwg ekcj blczyć dl nej wtść stłej ównwg. Blns stechmetyczny: n x N H 3 NH n x x N x NH 3 x 3 H Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 8

29 RÓWNOWG CHEMICZN zykłd blczn wtśc stłej ównwg Znjąc wtśc stłych ównwg ekcj w tej smej temetuze: H B HB H Cl HCl blczyć stł ównwg nższej ekcj zebegjącej w tej smej temetuze: Zgdne z wem Hess 3 HB Cl HCl B ln 3 ln ln ln.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 9

30 Blns mtełwy 3H (g) + N (g) = NH 3(g) Ilść/ml 3,,, N H NH 3 Ułmek mlwy,,8,6,4, N H NH 3 Ilść czątkw/ml H (g) : 3, N (g) :, NH 3(g) :, (g) :,,,,,5,,,5, Ilść/ml 3,,, Wsółzędn ekcj H N NH 3 Ułmek mlwy,,8,6,4, H N Wsółzędn ekcj NH 3 Ilść czątkw/ml H (g) : 3, N (g) :, NH 3(g) :, (g) :,,,,,5,,,5, Wsółzędn ekcj Wsółzędn ekcj

31 Blns mtełwy H (g) + N (g) = NH 3(g), Ilść/ml Ilść/ml 3, H N, NH 3,,,,5, Wsółzędn ekcj 4,, N H NH 3 Ułmek mlwy Ułmek mlwy,8,6,4,,,,8,6,4, N,,5, Wsółzędn ekcj N H NH3 H NH 3 Ilść czątkw/ml H (g) : 3, N (g) : 3, NH 3(g) :, (g) :, Ilść czątkw/ml H (g) : 3, N (g) : 5, NH 3(g) :, (g) :,,,,,5,,,5, Wsółzędn ekcj Wsółzędn ekcj

32 Blns mtełwy NH 3(g) + HI (g) = NH 4 I (s),, Ułmek mlwy Ułmek mlwy,8,6 HI NH 3,4,,,,,5, Wsółzędn ekcj,8 HI,6,4 NH 3,, -,5,,5, Wsółzędn ekcj Ułmek mlwy Ułmek mlwy,8,6,4,, NH 3 HI,,,5 Wsółzędn ekcj,,8,6,4 NH 3, HI,,,5, Wsółzędn ekcj Ilść czątkw/ml NH 4 I (s) :, NH 3(g) :, HI (g) :, (g) :, Ilść czątkw/ml NH 4 I (s) :, NH 3(g) :,5 HI (g) :, (g) :,.8. Równwg chemczn Wykłd z Chem Fzycznej st..8 / 3

Podobne dokumenty

Termochemia Prawo Hessa Równania termochemiczne Obliczanie efektów cieplnych Prawo Kirchoffa

Termochemia Prawo Hessa Równania termochemiczne Obliczanie efektów cieplnych Prawo Kirchoffa emchema.3.. Paw essa.3.. Równana temchemczne.3.3. Oblczane efektów celnych.3.4. Paw Kchffa emchema aw essa ERMOCEMIA CIEPŁO REAKCJI - PRAWO ESSA W waunkach zchycznych temchema zajmuje sę maem az lścwą