Roztwory. Homogeniczne jednorodne (jedno-fazowe) mieszaniny dwóch lub więcej składników.
|
|
- Janina Staniszewska
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Roztwory Homogeniczne jednorodne (jedno-fazowe) mieszaniny dwóch lub więcej składników. Własności fizyczne roztworów są związane z równowagę pomiędzy siłami wiążącymi cząsteczki wody i substancji rozpuszczonej. Prawie wszystkie rodzaje żywności zawierają roztwory co oznacza, że ich właściwości Należy poznać i rozumieć. Tutaj zajmiemy się roztworami nieelektrolitów. W homogenicznej mieszaninie każdy składnik ma swój potencjał chemiczny, która określa jego udział w całkowitej energii swobodnej całego układu
2 Roztwory są mieszaninami, składającymi się przynajmniej z dwóch składników. Jeden ze składników, użyty w nadmiarze stanowi fazę dyspersyjną (fazę rozpraszającą), drugi fazę zdyspergowaną (fazę rozpraszaną). Rozpuszczanie rozmaitych substancji w wodzie polega na tym, że w zetknięciu z cząsteczkami cieczy, substancje te tracą spoistość, ulegają- rozproszeniu. Jeżeli faza rozproszona jest rozdrobniona aż do pojedynczych cząstek chemicznych (atomów, jonów) jak np. w wodnym roztworze soli czy cukru, to utworzony w ten sposób układ homogeniczny nazywamy roztworem rzeczywistym. Składnik roztworu, w którym rozpuszczają się substancje nazywamy rozpuszczalnikiem, a pozostałe składniki stanowią substancję rozpuszczoną. Roztwory rzeczywiste : średnica cząstek substancji rozproszonej w ośrodku rozpraszającym jest w przybliżeniu równa średnicy ośrodka rozpraszającego wynosi od do 10-9 m. roztwory właściwe stanowią układy homogeniczne, w których nie można wyodrębnić składników np. mieszanina wody i cukru. W roztworach tych jednym ze składników jest rozpuszczalnik (najczęściej woda, ale może być użyty też alkohol, eter, benzyna, aceton), a pozostałe składniki stanowią substancję rozpuszczoną.
3 Roztwory koloidalne średnica cząsteczek substancji rozproszonej jest większa od średnicy cząsteczek ośrodka rozpraszającego; jej wielkość waha się w granicach od 10-9 m do 10-7 m. Cząsteczki koloidowe, podobnie jak cząsteczki substancji rozpuszczonej roztworu rzeczywistego, przenikają przez sączki z bibuły filtracyjnej, lecz w przeciwieństwie do nich nie przenikają przez naturalne i sztuczne błony półprzepuszczalne. Np. mleko, farba emulsyjna. Emulsje Układ, w którym obie fazy -rozpraszająca i rozproszona- są cieczami wzajemnie się niemieszającymi, nazywamy emulsją. W układach emulsyjnych wodę oznacza się symbolem W, natomiast drugą, niemieszającą się z wodą ciecz oznacza się symbolem O (olej). Możliwe są dwa rodzaje emulsji: -emulsja typu O/W (woda w oleju), gdzie fazą rozpraszającą jest woda -emulsja typu W/O (woda w oleju), gdzie fazą rozpraszającą jest olej.
4 Aby emulsja była trwała, tzn. nie ulegała rozwarstwieniu na poszczególne fazy ciekłe, muszą być zachowane pewne warunki. Przy bardzo małym stężeniu fazy rozproszonej trwałość emulsji jest uwarunkowana obecnością ładunków elektrycznych na powierzchni tej fazy. Poszczególne cząsteczki mając ten sam znak ładunku wzajemnie się odpychają siłami elektrostatycznymi. Przy większym stężeniu fazy rozproszonej trwałość emulsji może być zapewniona tylko dzięki adsorpcji na powierzchni międzyfazowej pewnych substancji zwanych emulgatorami. Powierzchniowa warstwa cząsteczek emulgatora zapobiega łączeniu się cząstek fazy rozproszonej w większe zespoły. Masło-emulsja o dużym stężeniu fazy rozproszonejreprezentuje typ O/W, a margaryna będąca emulsją z wyglądu bardzo do niego podobną- typ W/O. Majonez jest emulsją typu O/W. Sporządza się go stopniowo mieszając olej z wodnym roztworem octu lub soku cytrynowego obecności żółtka jaja kurzego. Emulgatorem jest zawarta w żółtku lecytyna.
5 Piany Układ, w którym fazą rozpraszającą jest ciecz, zaś rozproszoną gaz, nazywamy pianą. Fakt, że piany również zaliczamy do koloidów wynika z właściwości błony powierzchniowej oddzielającej poszczególne pęcherzyki. Piany towarzyszą nam w życiu codziennym. Tworzą się one, np. podczas prania bielizny czy mycia naczyń w wodzie zawierającej detergenty (środki podobne w działaniu do mydeł). Ubijanie białka jaja kurzego powoduje powstanie piany. Woda sodowa i szampan pienią się przy otwarciu butelki. Znamy również piany stałe, jak pumeks czy styropian. Zawiesiny: średnica cząstek substancji rozproszonej jest większa od średnicy cząstek ośrodka rozpraszającego wynosi powyżej 10-7 m. Koloidy i zawiesiny zalicza się do układów heterogenicznych rozdrobnieniu makroskopowym. Np. kreda z wodą, piasek z wodą.
6 Powstawanie roztworu 1. Związek musi się rozpuścić w wodzie. Wymaga to energii. Działa to przeciwko powstaniu roztworu. 2. Związek musi być wprowadzony do roztworu. Czy jest to energetycznie korzystne czy nie zależy już od natury składników 3. Jeżeli energia oddziaływania pomiędzy składnikami jest większa od oddziaływań pomiędzy samymi cząsteczkami wody lub związku to roztwór powstawanie. 4. Jeżeli wypadkowa energia będzie egzotermiczna to powstanie roztwór. Ciecze mieszają się z cieczami o podobnym charakterze Woda i alkohole z jednej strony i węglowodory z drugiej Im silniejsze oddziaływania wewnątrzcząsteczkowe tym silniejsze oddziaływania zachodzą z rozpuszczalnikiem. Rozpuszczalność-cechą charakterystyczną dla każdej substancji jest rozpuszczalność. Rozpuszczalnością nazywa się maksymalną liczbę gramów substancji, którą można w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem rozpuścić w 100g rozpuszczalnika.
7 Rozpuszczalność substancji zależy od: -rodzaju rozpuszczanej substancji (substancje o budowie polarnej lepiej się rozpuszczają w rozpuszczalnikach polarnych, a substancje o budowie niepolarnej lepiej rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych) -rodzaju rozpuszczalnika -temperatury (rozpuszczalność ciał stałych w cieczach rośnie we wzrostem temperatury, rozpuszczalność gazów w cieczach maleje ze wzrostem temperatury) Rozpuszczalność azotanu (v) sodu NaNO 3 w wodzie w zależności od temperatury. Temperatura Rozpuszczalność NaNO 3 [g/100g H 2 0] 70,7 80,5 88,0 96,1 104,9 124,1 148,1 173,9 Ciśnienia (rozpuszczalność gazów w cieczach rośnie ze wzrostem ciśnienia) w przypadku, kiedy rozpuszczalnikiem jest woda mówi się o hydratacji.
8 Efekty energetyczne towarzyszące procesom rozpuszczania: Rozpuszczanie się dowolnej substancji w rozpuszczalniku ciekłym towarzyszy zawsze wydzielaniu lub pochłanianiu substancji. Na przykład rozpuszczanie kwasu siarkowego (VI) H 2 SO 4 lub wodorotlenku sodu NaOH w wodzie towarzyszy ogrzaniu się roztworu (proces egzoenergetyczny), natomiast procesowi rozpuszczania azotanu (V) amonu NH 4 NO 3 w wodzie towarzyszy oziębieniu się roztworu (proces endoenergetyczny). Hydratacja, uwodnienie ogół procesów chemicznych lub fizycznych, w których związkiem chemicznym przyłączanym do innej substancji jest woda, przy czym woda ta jest przyłączana w całości (nie powstają dodatkowo produkty uboczne). Procesy hydratacji są szczególną postacią procesów solwatacji. Zwykle związki jonowe dobrze rozpuszczają się w wodzie, ponieważ jony otaczają się cząsteczkami wody, co ułatwia ich odrywanie się od kryształu. Każdy uwolniony z sieci krystalicznej jon zostaje następnie otoczony przez kilka cząsteczek wody. Jony ulegają hydratacji. Roztwory ciał stałych w cieczach Rozpuszczanie większości ciał stałych w wodzie rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Istnieją jednak i takie substancje, których rozpuszczalność we wzrostem temperatury maleje, np. Li 2 CO 3 lub praktycznie się nie zmienia NaCl.
9 Roztwory ciekłe ciał stałych posiadają własność nasycania się, dlatego (w zależności od nasycenia roztworu) rozróżniamy: Roztwór nasycony- zawiera tyle substancji rozpuszczonej, ile może jej maksymalnie zawierać tworząc trwały układ w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem. W określonej temperaturze ilość substancji w roztworze nasyconym jest stała, ponieważ szybkość rozpuszczania i wydzielania się jej roztworu jest jednakowa. Dla każdej temperatury istnieje inny stan równowagi pomiędzy stężeniem substancji w roztworze, a jej nadmiarem w postaci osadu (kryształu). Obniżanie temperatury zmniejszające ruchliwość molekuł powoduje, że proces ich wbudowywania w sieć kryształu przebiega szybciej, niż proces odwrotny- przechodzenie z kryształu do roztworu. Obserwujemy wówczas wydzielanie się danej substancji z roztworu w postaci kryształów-jest to krystalizacja. Roztwór przesycony- nie wykazuje trwałej równowagi, łatwo wydziela się z niego nadmiar substancji rozpuszczonej. Roztwór nienasycony- roztwór, w którym w danej temperaturze można rozpuścić dodatkową ilość substancji.
10 Rozpuszczalność gazów w wodzie: Wszystkie gazy mieszają się bez ograniczeń ilościowych. Zjawisko to wynika z tego, że odległości między cząsteczkami gazów są duże a oddziaływania międzycząsteczkowe bardzo słabe. Przy dużych ciśnieniach, w gazie mogą rozpuszczać się ciecze i ciała stałe, które przy małych ciśnieniach nie parują, przy szczególnie dużych ciśnieniach roztwory w gazach przybierają właściwości zbliżone do roztworów ciekłych - są to tzw. roztwory nadkrytyczne. Wpływ temperatury na rozpuszczalność substancji zależy od energii oddziaływania substancja rozpuszczona rozpuszczalnik. Jeśli proces rozpuszczania jest procesem egzotermicznym (wydziela się energia cieplna) i można go opisać: Substancja + rozpuszczalnik roztwór - H Wówczas zgodnie z regułą przekory dostarczenie ciepła poprzez zwiększenie temperatury powoduje przesunięcie równowagi w lewo, a więc w kierunku mniejszej rozpuszczalności.
11 Dla procesu rozpuszczania absorbującego ciepło (proces endotermiczny) można go opisać: Substancja + rozpuszczalnik roztwór + H Wzrost temperatury przesunie równowagę w prawo. Rozpuszczalność będzie, zatem rosła wraz z temperaturą. Wpływ temperatury na rozpuszczalność soli
12 PRAWO PODZIAŁU NERNSTA Jeżeli do układu złożonego z dwóch niemieszających się cieczy wprowadzi się trzecią substancję rozpuszczającą się w obu cieczach, to substancja ta tworzy roztwór bardziej stężony z tą cieczą, w której wykazuje większą rozpuszczalność. Stosunek stężeń tej substancji w obydwu warstwach ciekłych w stałej temperaturze ma wartość stałą: K współczynnik podziału Prawo podziału Nernsta wykorzystuje się procesie ekstrakcji, polegającym na takim doborze układu dwóch cieczy mieszających się, aby dzięki dużej różnicy rozpuszczalności oczyszczanej substancji w tych cieczach uzyskać efekt przeprowadzenia jej do jednej z cieczy, pozostawiając towarzyszące zanieczyszczenia w cieczy drugiej. Stała wartość współczynnika podziału zachowana jest tylko wtedy, gdy oczyszczana substancja w obu cieczach występuje w tej samej postaci. Gdy w jednej z użytych do ekstrakcji cieczy substancja ulega np. dysocjacji lub asocjacji obserwuje się odstępstwa od prawa podziału Nernsta.
13 Termodynamika roztworów µ i = µ 0 + RT ln xi 0 < xi < 1 Potencjał chemiczny µ dla rozcieńczonego roztworu, xi ułamek molowy rozpuszczalnika µ 1 = µ 0 + RT ln n 1 /(n 1 +n 2 ) = µ 0 dla n 2 = 0 µ 2 = µ 0 + RT ln n 1 /(n 1 +n 2 ) dla n 2 > 0 µ 1 - µ 2 = - RT ln n 1 /(n 1 +n 2 ) Roztwory rzeczywiste dla dużych stężeń µ rozp = µ 0 rozp + RT ln xrozp 0 << xi 1
14 Potencjał chemiczny określa reaktywność danego składnika, informuje o składzie roztworu w równowadze and określa siłę napędowa tego procesu, chociaż nie mówi nic o szybkościach. Przepływ składnika z jednej fazy lub miejsca do drugiej zawsze będzie zachodził W kierunku najniższego potencjału chemicznego, niezależnie od mechanizmu Może to być dyfuzja, parowanie, krystalizacja, rozpuszczanie czy inne procesy. Przy stałej temperaturze i ciśnieniu często wprowadza się pojęcie aktywności zamiast stężenia, gdyż raczej ta wielkość opisuje relacje pomiędzy molekułami podczas rozpuszczania, rozdziału pomiędzy fazy itp.. Jeżeli podczas dodania innego składnika współ. aktywności się zmniejszy bez wpływu na stężenie, to reaktywność związku rozpuszczonego się zmniejszy i jego rozpuszczalność wzrośnie.
15 Termodynamiczne aspekty mieszania wody(1) i etanolu(2) Duże odchylenie od roztworu idealnego Dla małych ułamków molowych aktywność etanolu jest proporcjonalna do stężenia Objętośc mieszaniny zwykle nie jest równa sumie objętości. Np. zmieszanie 20 ml 15.8 g etanolu z 80 ml wody daje 98.3 ml, kontrakcja 1.7%. Dla roztworów idealnych a ~ m stężenia Proof US the volume of ethanol divided by total volume of mixture
16 Układ dwuskładnikowy (rozpuszczalnik - związek rozpuszczony) µr = µ 0 + RT ln a rozp µr = µ 0 + RT ln f x rozp Warunkiem równowagi w roztworze jest równość potencjałów chemicznych f współ. aktywności rozpuszczalnika; x rozp ułamek molowy rozpuszczalnika x rozp = n rozp / n = 1 - x z µr - µ 0 = RT ln f + RT ln x rozp = RT ln f + RT ln(1- x z ) µ - µ 0 = RT ln f + RT ln(- x z ) Dla warunków c z << c roz µr = µ 0 - RT c z V 0 rozp / M rozp Potencjał chemiczny roztworu maleje ze wzrostem stężenia związku rozpuszczonego
17 Entalpia mieszania zależy od oddziaływań pomiędzy atomami tworzących mieszaninę E AA E AB E BB H M = Z N 2 A E 2N AA + T N B 2 2N T E BB + N A N B N T E AB N A 2 E AA N B 2 E BB Z liczba koordynacyjna N T całkowita liczba atmów N A liczba atomów A
18 Entalpia mieszania jest równa sumie wszystkich oddziaływań pomiędzy atomami w mieszaninie E AA E AB E BB H M = Z N A 2 N A N T E AA + N B 2 N B N T N E BB + N B A E N AB T N A 2 N A N E AA TA N B 2 N B N E BB TB ρ A ρ B ρ B ρ A (in A) ρ B (in B) H M = Z N A 2 N A N T E AA + N B 2 N B N T N E BB + N B A E N AB T N A 2 E AA N B 2 E BB H M = Z N 2 A E 2N AA + T N B 2 2N T E BB + N A N B N T E AB N A 2 E AA N B 2 E BB
19 E < 0 E = 0 E > 0 S mała S duża S średnia Jeżeli nie ma oddziaływań pomiędzy cząsteczkami, przyciągania lub odpychania, entropia wykazuje maksimum, cząsteczki mogą przyjmować każde dowolne położenie. Chociażby ze względu na ruchy termiczne lub brownowskie Jeżeli jest przyciągnie (ujemna energia) pomiędzy cząsteczkami to mają tendencję do tworzenia klasterów, asocjatów, wtedy entropia S jest zdecydowanie mniejsza. Jeżeli występuje odpychanie pomiędzy cząsteczkami to prowadzi do równomiernego rozkładu Więc także w tym przypadku entropia S jest stosunkowo niewielka.
20 Energia solwatacji Od czego zależy energia solwatacji? Dla cząsteczek taki analityczny opis nie istnieje, natomiast dla jonów opisuje je równanie Borna G = 166q 2 / r * {1/ε2 1/ε1} q ładunek elektryczny, r promień jonu, ε1,2 stała dielektryczna W tym wypadku opisuje ono zmianę energii G entalpii swobodnej- podczas transferu jonu ze środowiska dielektrycznego ε1 do środowiska ε2.
21 Transfer jonów przez membranę Przewodzenie jonów przez medium jest zależne od: - stężenia - przewodnictwa elektrycznego ośrodka ε - odległości d - rozmiaru jonu (przekroju poprzecznego) a Dokładnie zależności te określa równanie Borna. W = e 2 /8πε 0 a {1/ε1-1/ε2} - e 2 /4πε 0 ε 2 d ln{2ε1/(ε1 + ε2)} Określa ono ilość energii W potrzebną do przeniesienia jednowartościowego, sferycznego, niepolaryzowalnego jonu o ładunku e z fazy wodnej o stałej dielektrycznej ε1 do środka dwuwarstwy lipidowej posiadającej stałą dielektryczną ε2 o grubości d
22 Energia hydratacji dodatniego jonu Mamy jon o ładunku elektrycznym +1 i promieniu 1.85 A, np. Na +. Stałe dielektryczne wynoszą odpowiednio wody ε1=1 i membrany ε2=78 Korzystając z równania Borna możemy obliczyć energię hydratacji G G = 166/1.85 * (1/78 1)= kcal/mol Załóżmy teraz, że promień ładunku zwiększył się do 2 A G = 166/2 * (1/78 1)= kcal/mol W miarę zwiększania promienia wymagana jest coraz mniejsza energia Teraz przenosimy nasz jon do rozpuszczalnika organicznego czyli ε1=1 a ε2=2 G = 166/1.85 * (1/2 1)= kcal/mol Wymagana jest mniejsza energia niż w przypadku transferu do fazy wodnej
23 Energia zależy od wartości ładunku elektrycznego e 2. Ładunek poniżej 1 faworyzuje proces partycji w membranie Zwiększanie objętości jonu pozwala aby większe jony brały udział w partycji do fazy o małej stałej dielektrycznej. Walimycina solwatuje kation w otoczeniu grup karbonylowych pochodzących z dwupeptydu, co znacząco zwiększą objętość ładunku. I ułatwia transport jonu Nigericin ułatwia transport poprzez neutralizację kationu. Innym czynnikiem, który wpływa na transport jonów przez membranę jest stała dielektryczna środowiska w którym transport zachodzi. Pozwala to na transport jonów przez fazę o wyższej stałej dielektrycznej niż posiada sam lipid.
24 Właściwości koligatywne roztworów obecność związku rozpuszczonego prowadzi do obniżanie się potencjału chemicznego roztworu a co za tym idzie do zmian jego właściwości fizycznych jak ciśnienie par, punktu wrzenia, punktu zamarzania, ciśnienia osmotycznego Dla roztworów idealnych zmiany te są proporcjonalne do ułamka molowego związku rozpuszczonego.
25 Ciśnienie par nad powierzchnią swobodną roztworów toluen roztwór 1:1 P i = X i P i 0 P = 0 = X i P i i P i i benzen P i = X i P i 0
26 Ciśnienie pary nad roztworami prawo Raoulta p = p 0 x p 0 ciśnienie par czystego rozpuszczalnika x ułamek molowy substancji rozpuszczonej gaz ciecz 1000 : 18 = 55.5 M 100g roztworu zawiera 40% roztwór cukru czyli mamy 0.12 m cukru i 3.3 m wody. x w = 3.3 / = * 26.0 T= 25.1 T ułamek molowy x 1 = n 1 / (n 1 + n 2 )
27 Rozpuszczanie gazów Rozpuszczanie gazu prowadzi do tego, że musi on zająć mniejszą objętość niż miał w fazie gazowej co prowadzi do zmniejszenia entropii układu. Utrata energii na zwiększenie porządku zwykle nie jest kompensowana przez energię powstałego roztworu. Stąd też gazy słabo rozpuszczają się w wodzie. Ważną konsekwencja jest fakt, że rozpuszczalność gazów zmniejsza się ze wzrostem temperatury. 1 litr wody o temp 0 C i 1 atm rozpuszcza 1300 l gazowego amoniaku co odpowiada rozpuszczalności 58 mol /L. Ta sama ilość gazu ściśnięta do objętości 1 L wymaga zastosowania ciśnienia 9 atm. Oddziaływania dipol-dipol pomiędzy cząsteczkami NH3 i wody prowadzi do tak dobrej rozpuszczalności.
28 Rozpuszczalność gazów w cieczach prawo Henryego stężenie gazu w cieczy jest proporcjonalne do ciśnienia parcjalnego gazu c = k p c stężenie rozpuszczonego gazu k stała Henryego p ciśnienie parcjalne gazu w fazie gazowej Przykłady: woda gazowana, szampan, ubijanie piany, nurkowanie... stała k jest miarą oddziaływania pomiędzy różnymi molekułami p 0 jest miarą oddziaływania pomiędzy molekułami tego samego rodzaju
29 Temperatura wrzenia i temperatura krzepnięcia dla roztworów Wrzenie A( ciecz) A ( gaz) ln (p 1 / p 0 ) = - H par / R {1/T 1 1/T 0 } (T 1 T 0 ) / (p 1 p 0 ) = T V M / H T w T 0 = k w m Krzepnięcie A (ciecz) A (ciało stałe) T 0 - T k = k k m k k = K mol -1 kg -1 k w = K mol -1 kg -1 roztwór cukru zwiększa Tw o 0.6 K 1l glikolu + 2 l wody obniżają Tk o 11K
30 Wyjaśnienie zjawiska zmian temperatur przejścia fazowego w roztworach Ciśnienie wody nad roztworem maleje więc wyższa temperatura musi to ciśnienie charakterystyczne dla czystego rozpuszczalnika odtworzyć Obniżanie temperatury roztworu wynika z faktu, że w temperaturze krzepnięcia ciśnienia pary cieczy i ciała stałego muszą być równe. W roztworze ciśnienie pary jest niższe niż nad czystą cieczą stąd też temperatura krzepnięcia jest niższa.
31 Dyfuzja proces mieszania się dwóch substancji ze względu na przypadkowy ruch wynikający z ich energii kinetycznych Stan początkowy Im większa temperatura i im większa prędkość cząsteczek tym większe prawdopodobieństwo dyfuzji Stan końcowy W równowadze termicznej średnie energie kinetyczne obydwu substancji są równe. Prowadzi to zależności, że stała dyfuzji zależy od prędkości Względna szybkość dyfuzji
32 Dyfuzja przepływ substancji z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu. dm/dt = -D dc/dx dm/dt strumień masy dc/dx gradient stężenia D stała dyfuzji Siłą napędową jest różnica stężeń a dokładniej konieczność wyrównania potencjałów chemicznych roztworu w całej objętości
33 Dyfuzja przez membranę Energia potrzebna do utrzymania nierównowagowego stężenia Dla warunków standardowych wzór wygląda następująco
34 Dyfuzja swobodnie odbywająca się w rozcieńczonym roztworze nie elektrolitu. Największe stężenie znajduje się na dnie naczynia i maleje w miarę wzrostu wysokości słupa roztworu. Niech na wysokości x stężenie roztworu wynosi c a na poziomie x + dx jest mniejsze i wynosi c dc. Oznacza to, że w roztworze istnieje gradient stężenia o wartości dc/dx który jest bodźcem termodynamicznym wymuszającym przepływ substancji rozpuszczonej w kierunku jej mniejszego stężenia. Równocześnie w kierunku przeciwnym zachodzi transport cząsteczek rozpuszczalnika. Proces ten będzie trwał do czasu wyrównania się stężeń w całej objętości roztworu.
35 Współczynnik proporcjonalności D nosi nazwę współczynnika dyfuzji i zależy od rodzaju dyfundującej substancji, rozpuszczalnika i temperatury. Znajdujący się we wzorze znak minus wskazuje, że ruch cząsteczek odbywa się w stronę mniejszego ich stężenia. Po przekształceniu wzoru znajdujemy sens fizyczny współczynnika D: D= -[(dn/dt)/ S(dc/dx)] [D] =m 2 /s Jest on równy liczbie moli substancji dyfundującej w czasie 1 s przez powierzchnię 1 m 2, przy gradiencie stężenia 1 mol/m 4. Wartość współczynnika dyfuzji jest proporcjonalna do szybkości, z jaką dyfundująca cząsteczka może poruszać się w otaczającym ją ośrodku. Dla sferycznych cząsteczek substancji rozpuszczonej, które są znacznie większe niż molekuły rozpuszczalnika, zależność współczynnika D od temperatury T i lepkości ośrodka η wyraża wzór Einsteina-Stokesa: D = k T/6π. r. η gdzie: k stała Boltzmanna (iloczyn k T jest proporcjonalny do średniej energii kinetycznej molekuł), r promień molekuły, η lepkość ośrodka
36 W danej temperaturze współczynnik dyfuzji D jest mniejszy dla większych cząsteczek i roztworów o większej lepkości. Jeżeli na cząsteczkę w roztworze działają ze strony molekuł ośrodka niezrównoważone siły o przypadkowej wartości i kierunku, to średnie przemieszczenie dyfundującej cząsteczki po czasie t wyraża wzór, wyprowadzony niezależnie przez A. Einsteina i M. Smoluchowskiego: Δx 2 = 2 D t Z tego wzoru wynika, że średni kwadrat przemieszczenia dyfundującej cząsteczki jest proporcjonalny do czasu jego trwania.
37 Zjawisko dyfuzji może zachodzić również między dwoma ośrodkami oddzielonymi błoną wybiórczo przepuszczalną lub półprzepuszczalną. Błona wybiórczo przepuszczalna zatrzymuje cząsteczki koloidu przepuszcza natomiast cząsteczki krystaloidów. Dwa roztwory o różnych stężeniach oddzielone od siebie taką błoną, stykają się za pośrednictwem porów. Zatem gradient stężeń dc/dx odkłada się na błonie i wymusza on przepływ substancji rozpuszczonej z roztworu o większym stężeniu( c1) do roztworu o mniejszym stężeniu(c2). Założenie o istnieniu gradientu stężenia w błonie rozdzielającej roztwory, pozwala napisać prawo Ficka w postaci: dn/dt= -D. S. dc/dx= D/dx. S. (c1-c2) Jeżeli iloraz D/dx oznaczyć przez P wówczas równanie przyjmuje postać dn/dt = P. S. (c1-c2)
38 Osmoza Dwa roztwory o różnych stężeniach Częściowo przepuszczalna membrana tylko dla rozpuszczalnika stan początkowy dyfuzja rozpuszczalnika przez membranę stan końcowy
39 Proces selektywnej dyfuzji rozpuszczalnika spowodowany jego energią wewnętrzną Duża energia rozpuszczalnika Mała energia rozpuszczalnika Ciśnienie osmotyczne to ciśnienie jakie należy zastosować aby utrzymać równowagę roztworu z rozpuszczalnikiem
40 Ciśnienie osmotyczne to ciśnienie jakie należy zastosować aby utrzymać równowagę roztworu z rozpuszczalnikiem µ 1 = µ 0 + RT ln n 1 /(n 1 +n 2 ) = µ 0 dla n 2 = 0 µ 2 = µ 0 + RT ln n 1 /(n 1 +n 2 ) dla n 2 > 0 µ 1 - µ 2 = - RT ln n 1 /(n 1 +n 2 ) π = c RT c = 0.5 M, t = 37 C to π = 12.7 atm π = m/m RT m masa M masa cząsteczkowa RT / M idealny agregacja c, stężenie
41 Osmoza
42 Komórka w równowadze osmotycznej Zanurzamy komórkę do wody i ona pęka gdyż następuje napływ wody do komórki ze względu na obecność jonu A -. Aby doprowadzić do równowagi osmotycznej musimy wprowadzić po zewnętrznej stronie inny jon, który nie może przekroczyć membrany, np.. Na + -jony A - nie przechodzą przez membranę -jony K + przechodzą przez membranę w wyniku dyfuzji -gradient stężenia K+ powoduje przepływ strumienia K+ -przepływ jonów K + powoduje powstanie gradientu potencjału elektrycznego -nadmiar ładunku ujemnego powstaje tam skąd odpłynęły jony K + -gradienty elektrostatyczny i stężeniowy wykazują przeciwne działanie -gdy się wyrównają układ znajdzie się w równowadze czyli nie jest wymagana praca aby utrzymać taki stan
43 Powstawanie łez w kieliszku z winem łzy Wyjaśnienie tego zjawiska odwołuje się do prawa Raoulta, wiązań wodorowych adsorpcji i napięcia powierzchniowego Woda i alkohol poprzez wiązania wodorowe mocno oddziaływają ze szkłem. Co powoduje powstanie menisku na ściance kieliszka, alkohol odparowuje szybciej z cienkiej warstwy menisku co powoduje ze w jego górnej części jest więcej wody co podnosi menisk jeszcze wyżej i woda mająca większe napięcie powierzchniowe powoduje, że w górnej części woda zaczyna tworzyć sferyczny kształt zniekształcony przez grawitację do postaci łezki. Gdy grawitacja oderwie łezkę wody i spadnie ona do wina to wkrótce zostanie zastąpiona przez następną.
44 Powstawanie łez w kieliszku z winem. Wyjaśnienie tego zjawiska odwołuje się do prawa Raoulta, wiązań wodorowych adsorpcji i napięcia powierzchniowego Woda i alkohol poprzez wiązania wodorowe mocno oddziaływają ze szkłem. Co powoduje powstanie menisku na ściance kieliszka alkohol odparowuje szybciej z cienkiej warstwy menisku co powoduje ze w jego górnej części jest więcej wody co podnosi menisk jeszcze wyżej woda mająca większe napięcie powierzchniowe powoduje, że w górnej części woda zaczyna tworzyć sferyczny kształt zniekształcony przez grawitację do postaci łezki. Gdy grawitacja oderwie łezkę wody i spadnie ona do wina to wkrótce zostanie zastąpiona przez następna.
Roztwory. Homogeniczne jednorodne (jedno-fazowe) mieszaniny dwóch lub więcej składników.
Roztwory Homogeniczne jednorodne (jedno-fazowe) mieszaniny dwóch lub więcej składników. Własności fizyczne roztworów są związane z równowagę pomiędzy siłami wiążącymi cząsteczki wody i substancji rozpuszczonej.
Bardziej szczegółowoCzy równowaga jest procesem korzystnym? dr hab. prof. nadzw. Małgorzata Jóźwiak
Czy równowaga jest procesem korzystnym? dr hab. prof. nadzw. Małgorzata Jóźwiak 1 Pojęcie równowagi łańcuch pokarmowy równowagi fazowe równowaga ciało stałe - ciecz równowaga ciecz - gaz równowaga ciało
Bardziej szczegółowoprof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak
Czy równowaga w przyrodzie i w chemii jest korzystna? prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak 1 Pojęcie równowagi łańcuch pokarmowy równowagi fazowe równowaga ciało stałe - ciecz równowaga ciecz - gaz równowaga
Bardziej szczegółowoWykład 2. Anna Ptaszek. 7 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 2. Anna Ptaszek 1 / 1
Wykład 2 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 7 października 2015 1 / 1 Zjawiska koligatywne Rozpuszczenie w wodzie substancji nielotnej powoduje obniżenie prężności pary nasyconej P woda
Bardziej szczegółowoPODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2
PODSTAWY CEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA Wykład Plan wykładu II,III Woda jako rozpuszczalnik Zjawisko dysocjacji Równowaga w roztworach elektrolitów i co z tego wynika Bufory ydroliza soli Roztwory (wodne)-
Bardziej szczegółowoKarta pracy IV/1a - Reakcje w roztworach: - rozpuszczanie, rozpuszczalność i krystalizacja
Karta pracy IV/1a - Reakcje w roztworach: - rozpuszczanie, rozpuszczalność i krystalizacja I. Rozpuszczalność 1. Rozpuszczalność - maksymalna ilość gram substancji, która w określonej temperaturze rozpuszcza
Bardziej szczegółowoWykład 6. Klasyfikacja przemian fazowych
Wykład 6 Klasyfikacja przemian fazowych JS Klasyfikacja Ehrenfesta Ehrenfest klasyfikuje przemiany fazowe w oparciu o potencjał chemiczny. nieciągłość Przemiany fazowe pierwszego rodzaju pochodne potencjału
Bardziej szczegółowoMateriał powtórzeniowy do sprawdzianu - roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów, rozcieńczanie i zatężanie roztworów, zadania z rozwiązaniami
Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów, rozcieńczanie i zatężanie roztworów, zadania z rozwiązaniami I. Mieszaniny Mieszanina to układ przynajmniej dwuskładnikowy
Bardziej szczegółowoWykład 3. Fizykochemia biopolimerów- wykład 3. Anna Ptaszek. 30 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego
Wykład 3 - wykład 3 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 30 października 2013 1/56 Warunek równowagi fazowej Jakich układów dotyczy równowaga fazowa? Równowaga fazowa dotyczy układów: jednoskładnikowych
Bardziej szczegółowoWYKŁAD 7. Diagramy fazowe Dwuskładnikowe układy doskonałe
WYKŁAD 7 Diagramy fazowe Dwuskładnikowe układy doskonałe JS Reguła Gibssa. Układy dwuskładnikowe Reguła faz Gibbsa określa liczbę stopni swobody układu w równowadze termodynamicznej: układy dwuskładnikowe
Bardziej szczegółowoROZTWORY. Mieszaniny heterogeniczne homogeniczne Roztwory - jednorodne mieszaniny dwóch lub wi cej składników gazowe ciekłe stałe
ROZTWORY Mieszaniny heterogeniczne homogeniczne Roztwory - jednorodne mieszaniny dwóch lub wi cej składników gazowe ciekłe stałe roztwór nienasycony - roztwór, w którym st enie substancji rozpuszczonej
Bardziej szczegółowoWykład 1-4. Anna Ptaszek. 6 września Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Fizykochemia biopolimerów - wykład 1-4.
Wykład 1-4 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 6 września 2016 1 / 68 Podstawowe pojęcia Układ termodynamiczny To zbiór niezależnych elementów, które oddziałują ze sobą tworząc integralną
Bardziej szczegółowoObliczenia chemiczne. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny
Obliczenia chemiczne Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny 1 STĘŻENIA ROZTWORÓW Stężenia procentowe Procent masowo-masowy (wagowo-wagowy) (% m/m) (% w/w) liczba gramów substancji rozpuszczonej
Bardziej szczegółoworelacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach
1 STECHIOMETRIA INTERPRETACJA ILOŚCIOWA ZJAWISK CHEMICZNYCH relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach
Bardziej szczegółowoPodstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).
Spis treści 1 Stan gazowy 2 Gaz doskonały 21 Definicja mikroskopowa 22 Definicja makroskopowa (termodynamiczna) 3 Prawa gazowe 31 Prawo Boyle a-mariotte a 32 Prawo Gay-Lussaca 33 Prawo Charlesa 34 Prawo
Bardziej szczegółowoOdwracalność przemiany chemicznej
Odwracalność przemiany chemicznej Na ogół wszystkie reakcje chemiczne są odwracalne, tzn. z danych substratów tworzą się produkty, a jednocześnie produkty reakcji ulegają rozkładowi na substraty. Fakt
Bardziej szczegółowoUkład Otoczenie Faza układu Składnik układu Układ dyspersyjny
ROZTWORY - STĘŻENIA Chemia roztworów Układ wyodrębniony obszar materii oddzielony od otoczenia wyraźnymi granicami Otoczenie to wszystko co się znajduje poza układem Faza układu jednorodna pod względem
Bardziej szczegółowoFazy i ich przemiany
Układy i fazy Fazy i ich przemiany Co to jest faza? 1. Faza to forma występowania materii jednolita w całej objętości pod względem składu chemicznego i właściwości fizycznych (Atkins) 2. Faza to część
Bardziej szczegółowoFazy i ich przemiany
Układy i fazy Fazy i ich przemiany Co to jest faza? 1. Faza to forma występowania materii jednolita w całej objętości pod względem składu chemicznego właściwości fizycznych (Atkins) 2. Faza to część układu
Bardziej szczegółowoRoztwory rzeczywiste (1)
Roztwory rzeczywiste (1) Również w temp. 298,15K, ale dla CCl 4 () i CH 3 OH (). 2 15 1 5-5 -1-15 Τ S H,2,4,6,8 1 G -2 Chem. Fiz. TCH II/12 1 rzyczyny dodatnich i ujemnych odchyleń od prawa Raoulta konsekwencja
Bardziej szczegółowoWarunki izochoryczno-izotermiczne
WYKŁAD 5 Pojęcie potencjału chemicznego. Układy jednoskładnikowe W zależności od warunków termodynamicznych potencjał chemiczny substancji czystej definiujemy następująco: Warunki izobaryczno-izotermiczne
Bardziej szczegółowoZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.1
METODY PRZECHOWYWANIA I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.1 Opracował: dr S. Wierzba Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej Uniwersytetu Opolskiego Zamrażaniem produktów nazywamy proces
Bardziej szczegółowoRównowagi w roztworach wodnych
Równowagi w roztworach wodnych V 1 A + B = C + D V 2 Szybkości reakcji: v 1 = k 1 c A c B v 2 = k 2 c C c D ogólnie Roztwory, rozpuszczalność, rodzaje stężeń, iloczyn rozpuszczalności Reakcje dysocjacji
Bardziej szczegółowoFazy i ich przemiany
Układy i fazy Fazy i ich przemiany Co to jest faza? 1. Faza to forma występowania materii jednolita w całej objętości pod względem składu chemicznego właściwości fizycznych (Atkins) 2. Faza to część układu
Bardziej szczegółowoWykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36
Wykład 1 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 5 października 2015 1 / 36 Podstawowe pojęcia Układ termodynamiczny To zbiór niezależnych elementów, które oddziałują ze sobą tworząc integralną
Bardziej szczegółowochemia wykład 3 Przemiany fazowe
Przemiany fazowe Przemiany fazowe substancji czystych Wrzenie, krzepnięcie, przemiana grafitu w diament stanowią przykłady przemian fazowych, które zachodzą bez zmiany składu chemicznego. Diagramy fazowe
Bardziej szczegółowoWykład 8. Równowaga fazowa Roztwory rzeczywiste
Wykład 8 Równowaga fazowa Roztwory rzeczywiste Roztwory doskonałe Porównanie roztworów doskonałych i Roztwory Doskonałe rzeczywistych Roztwory Rzeczywiste Spełniają prawo Raoulta Mieszanie w warunkach
Bardziej szczegółowo1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru
1. Stechiometria 1.1. Obliczenia składu substancji na podstawie wzoru Wzór związku chemicznego podaje jakościowy jego skład z jakich pierwiastków jest zbudowany oraz liczbę atomów poszczególnych pierwiastków
Bardziej szczegółowoChemia - laboratorium
Chemia - laboratorium Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Studia stacjonarne, Rok I, Semestr zimowy 01/1 Dr hab. inż. Tomasz Brylewski e-mail: brylew@agh.edu.pl tel. 1-617-59 Katedra Fizykochemii
Bardziej szczegółowoWykład 10 Równowaga chemiczna
Wykład 10 Równowaga chemiczna REAKCJA CHEMICZNA JEST W RÓWNOWADZE, GDY NIE STWIERDZAMY TENDENCJI DO ZMIAN ILOŚCI (STĘŻEŃ) SUBSTRATÓW ANI PRODUKTÓW RÓWNOWAGA CHEMICZNA JEST RÓWNOWAGĄ DYNAMICZNĄ W rzeczywistości
Bardziej szczegółowo3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii:
Temat: Zmiany stanu skupienia. 1. Energia sieci krystalicznej- wielkość dzięki której można oszacować siły przyciągania w krysztale 2. Energia wiązania sieci krystalicznej- ilość energii potrzebnej do
Bardziej szczegółowoPrzemiany energii w zjawiskach cieplnych. 1/18
Przemiany energii w zjawiskach cieplnych. 1/18 Średnia energia kinetyczna cząsteczek Średnia energia kinetyczna cząsteczek to suma energii kinetycznych wszystkich cząsteczek w danej chwili podzielona przez
Bardziej szczegółowoSpis treści. Ciśnienie osmotyczne. Mechanizm powstawania ciśnienia osmotycznego
Roztwór to nierozdzielająca się w długich okresach czasu mieszanina dwóch lub więcej związków chemicznych. Skład roztworów określa się przez podanie stężenia składników. W roztworach zwykle jeden ze związków
Bardziej szczegółowoSeminarium 4 Obliczenia z wykorzystaniem przekształcania wzorów fizykochemicznych
Seminarium 4 Obliczenia z wykorzystaniem przekształcania wzorów fizykochemicznych Zad. 1 Przekształć w odpowiedni sposób podane poniżej wzory aby wyliczyć: a) a lub m 2 b) m zred h E a 8ma E osc h 4 2
Bardziej szczegółowoCIEPŁO O ZNANE CZY NIEZNANE?
CIEPŁO O ZNANE CZY NIEZNANE? prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak 1 Temperatura 2 Temperatura jest wielkości cią charakteryzującą stopień nagrzania danego ciała. a. 3 Temperaturę ciała można określić jako
Bardziej szczegółowoStatyka Cieczy i Gazów. Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał
Statyka Cieczy i Gazów Temat : Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał 1. Podstawowe założenia teorii kinetyczno-molekularnej budowy ciał: Ciała zbudowane są z cząsteczek. Pomiędzy cząsteczkami
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2: Właściwości osmotyczne koloidalnych roztworów biopolimerów.
1. Część teoretyczna Właściwości koligatywne Zjawiska osmotyczne związane są z równowagą w układach dwu- lub więcej składnikowych, przy czym dotyczy roztworów substancji nielotnych (soli, polisacharydów,
Bardziej szczegółowoKinetyka reakcji chemicznych. Dr Mariola Samsonowicz
Kinetyka reakcji chemicznych Dr Mariola Samsonowicz 1 Czym zajmuje się kinetyka chemiczna? Badaniem szybkości reakcji chemicznych poprzez analizę eksperymentalną i teoretyczną. Zdefiniowanie równania kinetycznego
Bardziej szczegółowoEkstrakcja. Seminarium 7. 23/11/2015
Ekstrakcja Seminarium 7. Prawo podziału Nernsta Jeżeli do układu złożonego z dwóch praktycznie niemieszających się cieczy wprowadzimy trzeci składnik, rozpuszczający się w obu cieczach, to w wyniku ustalenia
Bardziej szczegółowoTERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA
TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA Termodynamika - opisuje zmiany energii towarzyszące przemianom chemicznym; dział fizyki zajmujący się zjawiskami cieplnymi. Termochemia - dział chemii zajmujący się efektami
Bardziej szczegółowoWPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW
WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW Wstęp Mianem rozpuszczalności określamy maksymalną ilość danej substancji (w gramach lub molach), jaką w danej temperaturze można rozpuścić w określonej
Bardziej szczegółowoChemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II
Chemia klasa VII Wymagania edukacyjne na poszczególne oceny Semestr II Łączenie się atomów. Równania reakcji Ocena dopuszczająca [1] Ocena dostateczna [1 + 2] Ocena dobra [1 + 2 + 3] Ocena bardzo dobra
Bardziej szczegółowoWoda w organizmie człowieka. Właściwości koligatywne roztworów. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego
Woda w organizmie człowieka. Właściwości koligatywne roztworów. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego Do niedawna nasze wiadomości o gospodarce wodnej i elektrolitowej były nie tyle
Bardziej szczegółowoŚciąga eksperta. Mieszaniny. - filmy edukacyjne on-line Strona 1/8. Jak dzielimy substancje chemiczne?
Mieszaniny Jak dzielimy substancje chemiczne? Mieszaninami nazywamy substancje złożone z kilku skład, zachowujących swoje właściwości. Mieszaniny uzyskuje się na drodze mechanicznego mieszania ze sobą
Bardziej szczegółowoChemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1
Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1 [Imię, nazwisko, grupa] prowadzący Uwaga! Proszę stosować się do następującego sposobu wprowadzania tekstu w ramkach : pola szare
Bardziej szczegółowo1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?
Tematy opisowe 1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej? 2. Omów pomiar potencjału na granicy faz elektroda/roztwór elektrolitu. Podaj przykład, omów skale potencjału i elektrody
Bardziej szczegółowoZadania treningowe na kolokwium
Zadania treningowe na kolokwium 3.12.2010 1. Stan układu binarnego zawierającego n 1 moli substancji typu 1 i n 2 moli substancji typu 2 parametryzujemy za pomocą stężenia substancji 1: x n 1. Stabilność
Bardziej szczegółowoROZTWORY. Podział rozpuszczalników 1) nieorganiczne 2) organiczne ze względu na względną stałą dielektryczną (ε) 1) polarne 2) niepolarne 4,72 CN
ROZTWORY Podział rozpuszczalników 1) nieorganiczne 2) organiczne ze względu na względną stałą dielektryczną (ε) 1) polarne 2) niepolarne Rozpuszczalnik ε Rozpuszczalnik ε Woda 78,38 Octan etylu CH 3 COOC
Bardziej szczegółowodla której jest spełniony warunek równowagi: [H + ] [X ] / [HX] = K
RÓWNOWAGI W ROZTWORACH Szwedzki chemik Svante Arrhenius w 1887 roku jako pierwszy wykazał, że procesowi rozpuszczania wielu substancji towarzyszy dysocjacja, czyli rozpad cząsteczek na jony naładowane
Bardziej szczegółowoI. Właściwości wody: II. Stany skupienia wody. Na dnie zbiornika wodnego jest zawsze temperatura 4 O C (największa gęstość wody).
I. Właściwości wody: bezbarwna bezwonna bez smaku dobry rozpuszczalnik temp. topnienia 0 O C temp. wrzenia 100 O C (pod ciśnieniem 1013 hpa) największa gęstość przy temp. 4 O C Na dnie zbiornika wodnego
Bardziej szczegółowoStany równowagi i zjawiska transportu w układach termodynamicznych
Stany równowagi i zjawiska transportu w układach termodynamicznych dr hab. Jerzy Nakielski Katedra Biofizyki i Biologii Komórki plan wykładu: 1. Funkcje stanu dla termodynamicznego układu otwartego 2.
Bardziej szczegółowoDRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI
DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI Procesy odwracalne i nieodwracalne termodynamicznie, samorzutne i niesamorzutne Proces nazywamy termodynamicznie odwracalnym, jeśli bez spowodowania zmian w otoczeniu możliwy
Bardziej szczegółowoPraca objętościowa - pv (wymiana energii na sposób pracy) Ciepło reakcji Q (wymiana energii na sposób ciepła) Energia wewnętrzna
Energia - zdolność danego układu do wykonania dowolnej pracy. Potencjalna praca, którą układ może w przyszłości wykonać. Praca wykonana przez układ jak i przeniesienie energii może manifestować się na
Bardziej szczegółowoWykład 7. Anna Ptaszek. 13 września Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Fizykochemia biopolimerów - wykład 7.
Wykład 7 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 13 września 2016 1 / 27 Układ wieloskładnikowy dwufazowy P woda 1 atm lód woda ciek a woda + substancja nielotna para wodna 0 0 100 T 2 / 27
Bardziej szczegółowoPodstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12
Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12 atomu węgla 12 C. Mol - jest taką ilością danej substancji,
Bardziej szczegółowoRównowagi w roztworach wodnych
Równowagi w roztworach wodnych Stan i stała równowagi reakcji chemicznej ogólnie Roztwory, rozpuszczalność, rodzaje stężeń, iloczyn rozpuszczalności Reakcje dysocjacji Stopień dysocjacji Prawo rozcieńczeń
Bardziej szczegółowoRównowaga. równowaga metastabilna (niepełna) równowaga niestabilna (nietrwała) równowaga stabilna (pełna) brak równowagi rozpraszanie energii
Równowaga równowaga stabilna (pełna) równowaga metastabilna (niepełna) równowaga niestabilna (nietrwała) brak równowagi rozpraszanie energii energia swobodna Co jest warunkiem równowagi? temperatura W
Bardziej szczegółowoZadanie: 1 (1pkt) Zadanie: 2 (1 pkt)
Zadanie: 1 (1pkt) Stężenie procentowe nasyconego roztworu azotanu (V) ołowiu (II) Pb(NO 3 ) 2 w temperaturze 20 0 C wynosi 37,5%. Rozpuszczalność tej soli w podanych warunkach określa wartość: a) 60g b)
Bardziej szczegółowoRównowagi fazowe. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny
Równowagi fazowe Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny Równowaga termodynamiczna Przemianom fazowym towarzyszą procesy, podczas których nie zmienia się skład chemiczny układu, polegają
Bardziej szczegółowoWykład 5. przemysłu spożywczego- wykład 5
Wykład spożywczego- wykład Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 4maja2014 1/1 Układy gaz-ciecz Rozpuszczalnośćwybranychgazówwcieczachw20 o Cw g/100g cieczy CIECZ H 2 N 2 O 2 CO 2 H 2 S
Bardziej szczegółowoDRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI
DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI Procesy odwracalne i nieodwracalne termodynamicznie, samorzutne i niesamorzutne Proces nazywamy termodynamicznie odwracalnym, jeśli bez spowodowania zmian w otoczeniu możliwy
Bardziej szczegółowoWykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne
Wykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne W3. Zjawiska transportu Zjawiska transportu zachodzą gdy układ dąży do stanu równowagi. W zjawiskach
Bardziej szczegółowoTermodynamika. Część 12. Procesy transportu. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ
Termodynamika Część 12 Procesy transportu Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Zjawiska transportu Zjawiska transportu są typowymi procesami nieodwracalnymi zachodzącymi w przyrodzie. Zjawiska te polegają
Bardziej szczegółowoCIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ
CIEPLNE I MECHANICZNE WŁASNOŚCI CIAŁ Ciepło i temperatura Pojemność cieplna i ciepło właściwe Ciepło przemiany Przejścia między stanami Rozszerzalność cieplna Sprężystość ciał Prawo Hooke a Mechaniczne
Bardziej szczegółowoCIEPŁO ZNANE CZY NIEZNANE? dr hab. prof. nadzw. UŁ Małgorzata Jóźwiak
CIEPŁO ZNANE CZY NIEZNANE? dr hab. prof. nadzw. UŁ Małgorzata Jóźwiak 1 Temperatura 2 Temperatura jest wielkością charakteryzującą stopień nagrzania danego ciała. 3 Temperaturę ciała można określić jako
Bardziej szczegółowo11) Stan energetyczny elektronu w atomie kwantowanym jest zespołem : a dwóch liczb kwantowych b + czterech liczb kwantowych c nie jest kwantowany
PYTANIA EGZAMINACYJNE Z CHEMII OGÓLNEJ I Podstawowe pojęcia chemiczne 1) Pierwiastkiem nazywamy : a zbiór atomów o tej samej liczbie masowej b + zbiór atomów o tej samej liczbie atomowej c zbiór atomów
Bardziej szczegółowoSonochemia. Schemat 1. Strefy reakcji. Rodzaje efektów sonochemicznych. Oscylujący pęcherzyk gazu. Woda w stanie nadkrytycznym?
Schemat 1 Strefy reakcji Rodzaje efektów sonochemicznych Oscylujący pęcherzyk gazu Woda w stanie nadkrytycznym? Roztwór Znaczne gradienty ciśnienia Duże siły hydrodynamiczne Efekty mechanochemiczne Reakcje
Bardziej szczegółowoWymagania edukacyjne na poszczególne roczne oceny klasyfikacyjne z przedmiotu chemia dla klasy 7 w r. szk. 2019/2020
Wymagania edukacyjne na poszczególne roczne oceny klasyfikacyjne z przedmiotu chemia dla klasy 7 w r. szk. 2019/2020 Ocenę niedostateczną otrzymuje uczeń, który nie opanował wymagań na ocenę dopuszczającą.
Bardziej szczegółowoWPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW
WPŁYW SUBSTANCJI TOWARZYSZĄCYCH NA ROZPUSZCZALNOŚĆ OSADÓW Wstęp W przypadku trudno rozpuszczalnej soli, mimo osiągnięcia stanu nasycenia, jej stężenie w roztworze jest bardzo małe i przyjmuje się, że ta
Bardziej szczegółowoInżynieria Środowiska
ROZTWORY BUFOROWE Roztworami buforowymi nazywamy takie roztwory, w których stężenie jonów wodorowych nie ulega większym zmianom ani pod wpływem rozcieńczania wodą, ani pod wpływem dodatku nieznacznych
Bardziej szczegółowoProjekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Zajęcia wyrównawcze z fizyki -Zestaw 4 -eoria ermodynamika Równanie stanu gazu doskonałego Izoprzemiany gazowe Energia wewnętrzna gazu doskonałego Praca i ciepło w przemianach gazowych Silniki cieplne
Bardziej szczegółowo1. Określ, w którą stronę przesunie się równowaga reakcji syntezy pary wodnej z pierwiastków przy zwiększeniu objętości zbiornika reakcyjnego:
1. Określ, w którą stronę przesunie się równowaga reakcji syntezy pary wodnej z pierwiastków przy zwiększeniu objętości zbiornika reakcyjnego: 2. Określ w którą stronę przesunie się równowaga reakcji rozkładu
Bardziej szczegółowoWoda i roztwory wodne
strona 1/8 Woda i roztwory wodne Dorota Lewandowska, Anna Warchoł, Lidia Wasyłyszyn Treść podstawy programowej: Woda i roztwory wodne zagrożenia cywilizacyjne wynikające z jej zanieczyszczeń. Roztwory,
Bardziej szczegółowoCz. III Roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów, iloczyn rozpuszczalności
Cz. III Roztwory i sposoby wyrażania stężeń roztworów, iloczyn rozpuszczalności A. Roztwory Kryteria podziału mieszanin: Mieszanina to układ przynajmniej dwuskładnikowy składający się z fazy dyspergowanej
Bardziej szczegółowoWykład 4. Przypomnienie z poprzedniego wykładu
Wykład 4 Przejścia fazowe materii Diagram fazowy Ciepło Procesy termodynamiczne Proces kwazistatyczny Procesy odwracalne i nieodwracalne Pokazy doświadczalne W. Dominik Wydział Fizyki UW Termodynamika
Bardziej szczegółowoSzkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5. Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego
Szkła specjalne Przejście szkliste i jego termodynamika Wykład 5 Ryszard J. Barczyński, 2017 Materiały edukacyjne do użytku wewnętrznego Czy przejście szkliste jest termodynamicznym przejściem fazowym?
Bardziej szczegółowoPodstawy termodynamiki.
Podstawy termodynamiki. Termodynamika opisuje ogólne prawa przemian energetycznych w układach makroskopowych. Określa kierunki procesów zachodzących w przyrodzie w sposób samorzutny, jak i stanów końcowych,
Bardziej szczegółowo1 Kinetyka reakcji chemicznych
Podstawy obliczeń chemicznych 1 1 Kinetyka reakcji chemicznych Szybkość reakcji chemicznej definiuje się jako ubytek stężenia substratu lub wzrost stężenia produktu w jednostce czasu. ν = c [ ] 2 c 1 mol
Bardziej szczegółowoTemat 7. Równowagi jonowe w roztworach słabych elektrolitów, stała dysocjacji, ph
Temat 7. Równowagi jonowe w roztworach słabych elektrolitów, stała dysocjacji, ph Dysocjacja elektrolitów W drugiej połowie XIX wieku szwedzki chemik S.A. Arrhenius doświadczalnie udowodnił, że substancje
Bardziej szczegółowon liczba moli elektronów E siła elektromotoryczna ogniwa F = en A stała Faradaya C/mol
Zmiana entalpii swobodnej G podczas reakcji w której zachodzi przepływ elektronów jest pracą nieobjętościową i może być wyrażona jako iloczyn napięcie i ładunku. na przykład procesy oksydo-redukcyjne zachodzące
Bardziej szczegółowoZjawiska powierzchniowe
Zjawiska powierzchniowe Adsorpcja Model Langmuira Model BET 1 Zjawiska powierzchniowe Adsorpcja Proces gromadzenia się substancji z wnętrza fazy na granicy międzyfazowej; Wynika z tego, że w obszarze powierzchniowym
Bardziej szczegółowoWYMAGANIA EDUKACYJNE
GIMNAZJUM NR 2 W RYCZOWIE WYMAGANIA EDUKACYJNE niezbędne do uzyskania poszczególnych śródrocznych i rocznych ocen klasyfikacyjnych z CHEMII w klasie II gimnazjum str. 1 Wymagania edukacyjne niezbędne do
Bardziej szczegółowo- w nawiasach kwadratowych stężenia molowe.
Cz. VII Dysocjacja jonowa, moc elektrolitów, prawo rozcieńczeń Ostwalda i ph roztworów. 1. Pojęcia i definicja. Dysocjacja elektroniczna (jonowa) to samorzutny rozpad substancji na jony w wodzie lub innych
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu. (na prawach rękopisu)
Ćwiczenie 2. Charakteryzacja niskotemperaturowego czujnika tlenu (na prawach rękopisu) W analityce procesowej istotne jest określenie stężeń rozpuszczonych w cieczach gazów. Gazy rozpuszczają się w cieczach
Bardziej szczegółowoRepetytorium z wybranych zagadnień z chemii
Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii Mol jest to liczebność materii występująca, gdy liczba cząstek (elementów) układu jest równa liczbie atomów zawartych w masie 12 g węgla 12 C (równa liczbie
Bardziej szczegółowoTermodynamika fazy powierzchniowej Zjawisko sorpcji Adsorpcja fizyczna: izoterma Langmuira oraz BET Zjawiska przylegania
ermodynamika zjawisk powierzchniowych 3.6.1. ermodynamika fazy powierzchniowej 3.6.2. Zjawisko sorpcji 3.6.3. Adsorpcja fizyczna: izoterma Langmuira oraz BE 3.6.4. Zjawiska przylegania ZJAWISKA PWIERZCHNIWE
Bardziej szczegółowoRoztwór Ca (OH) 2. roztwór KNO 3. Rozpuszczalność Temp [g / 100 g H [ C]
1. Do 50 g wody wsypano 15 g octanu wapnia. Temperatura roztworu wynosi 40ºC. Otrzymano roztwór: A) nasycony, B) nienasycony, C) przesycony, D) nie da się określić na podstawie tych danych, jaki to roztwór
Bardziej szczegółowoKryteria oceniania z chemii kl VII
Kryteria oceniania z chemii kl VII Ocena dopuszczająca -stosuje zasady BHP w pracowni -nazywa sprzęt laboratoryjny i szkło oraz określa ich przeznaczenie -opisuje właściwości substancji używanych na co
Bardziej szczegółowoWIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE
WIĄZANIA Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE Przyciąganie Wynika z elektrostatycznego oddziaływania między elektronami a dodatnimi jądrami atomowymi. Może to być
Bardziej szczegółowoProjekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Tytuł projektu: Realizacja Przedmiot Treści nauczania z podstawy programowej Treści wykraczające poza podstawę
Bardziej szczegółowoZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.2
METODY PRZECHOWYWANIA I UTRWALANIA BIOPRODUKTÓW ZAMRAŻANIE PODSTAWY CZ.2 Opracował: dr S. Wierzba Katedra Biotechnologii i Biologii Molekularnej Uniwersytetu Opolskiego Odmienność procesów zamrażania produktów
Bardziej szczegółowoCIEPŁO ZNANE CZY NIEZNANE? dr hab. prof. nadzw. UŁ Małgorzata Jóźwiak
CIEPŁO ZNANE CZY NIEZNANE? dr hab. prof. nadzw. UŁ Małgorzata Jóźwiak 1 Temperatura 2 Temperatura jest wielkością charakteryzującą stopień nagrzania danego ciała. 3 Temperaturę ciała można określić jako
Bardziej szczegółowoLista materiałów dydaktycznych dostępnych w Multitece Chemia Nowej Ery dla klasy 7
Lista materiałów dydaktycznych dostępnych w Multitece Chemia Nowej Ery dla klasy 7 W tabeli zostały wyróżnione y z doświadczeń zalecanych do realizacji w szkole podstawowej. Temat w podręczniku Tytuł Typ
Bardziej szczegółowoI piętro p. 131 A, 138
CHEMIA NIEORGANICZNA Dr hab. Andrzej Kotarba Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii I piętro p. 131 A, 138 WYKŁAD - 4 RÓWNOWAGA Termochemia i termodynamika funkcje termodynamiczne, prawa termodynamiki,
Bardziej szczegółowoRównanie gazu doskonałego
Równanie gazu doskonałego Gaz doskonały to abstrakcyjny model gazu, który zakłada, że gaz jest zbiorem sprężyście zderzających się kulek. Wiele gazów w warunkach normalnych zachowuje się jak gaz doskonały.
Bardziej szczegółowoRoztwory elekreolitów
Imię i nazwisko:... Roztwory elekreolitów Zadanie 1. (2pkt) W teorii Brönsteda sprzężoną parą kwas-zasada nazywa się układ złożony z kwasu oraz zasady, która powstaje z tego kwasu przez odłączenie protonu.
Bardziej szczegółowoMateriał powtórzeniowy do sprawdzianu - reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, szybkość reakcji chemicznych
Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, szybkość reakcji chemicznych I. Reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne 1. Układ i otoczenie Układ - ogół substancji
Bardziej szczegółowoAnaliza termiczna Krzywe stygnięcia
Analiza termiczna Krzywe stygnięcia 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 T a e j n s x p b t c o f g h k l p d i m y z q u v r w α T B T A T E T k P = const Chem. Fiz. TCH II/10 1 Rozpatrując stygnięcie wzdłuż kolejnych
Bardziej szczegółowoRoztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak)
Roztwory buforowe (bufory) (opracowanie: dr Katarzyna Makyła-Juzak) 1. Właściwości roztworów buforowych Dodatek nieznacznej ilości mocnego kwasu lub mocnej zasady do czystej wody powoduje stosunkowo dużą
Bardziej szczegółowoRównowagi w roztworach wodnych
Równowagi w roztworach wodnych Stan i stała równowagi reakcji chemicznej ogólnie Roztwory, rozpuszczalność, rodzaje stężeń, iloczyn rozpuszczalności Reakcje dysocjacji Stopień dysocjacji Prawo rozcieńczeń
Bardziej szczegółowo