Materiały do zajęć dokształcających z chemii nieorganicznej i fizycznej. Część IV - Elementy termodynamiki i kinetyki chemicznej

Wielkość: px
Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Materiały do zajęć dokształcających z chemii nieorganicznej i fizycznej. Część IV - Elementy termodynamiki i kinetyki chemicznej"

Transkrypt

1 Materiały do zajęć dokształcających z chemii nieorganicznej i fizycznej Część IV - Elementy termodynamiki i kinetyki chemicznej Wydział Chemii UAM Poznań 2011

2 POJĘCIA CIA PODSTAWOWE UKŁAD AD pewna część przyrody (wszechświata), która jest przedmiotem rozważań. Każdy obszar wydzielony w przestrzeni, wraz ze znajdującymi się w nim substancjami nazywany jest układem. Takim obiektem może być probówka w której zachodzi reakcja chemiczna lub kolba z reagentami. Może to być również 1 mol gazowego CO 2 w izolowanym naczyniu lub pojedyńczy kryształ NaCl. OTOCZENIE wszystko to, co znajduje się poza układem. GRANICA UKŁADU ADU układ jest oddzielony od otoczenia jednoznacznie zdefiniowaną granicą, istniejącą realnie i dostrzegalną albo czysto myślową RODZAJE UKŁADÓW Biorąc pod uwagę możliwości wymiany materii i energii między układem a jego otoczeniem układ może być: - izolowany brak możliwości wymiany materii i energii - zamknięty możliwa wymiana energii, brak możliwości wymiany materii, - otwarty możliwa wymiana zarówno energii (przewodnictwo cieplne, promieniowanie) jak i materii (np. przez parowanie). Przykład układu otwartego: woda w otwartym naczyniu Przykład układu zamkniętego: zamknięta kolba z reagentami. Przykład układu izolowanego: kolba zakorkowana, odizolowana termicznie (cieplnie), elektrycznie i mechanicznie od otoczenia (np. woda w termosie).

3 PARAMETRY STANU Wielkości fizyczne opisujące stan układu termodynamicznego takie jak: temperatura, ciśnienie, objętość, ilości (np. stężenia) poszczególnych substancji itd. Stan układu określają tzw. parametry stanu, tj. opisujące go wielkości fizyczne - temperatura, ciśnienie, objętość, ilości (np. stężenia) poszczególnych substancji. Wielkości, które nie zależą od ilości substancji w układzie, to tzw. parametry intensywne np. temperatura, ciśnienie; wielkości zależące od ilości substancji, to parametry ekstensywne np. masa, objętość. Na przykład temperaturę 20 C może mieć 100 ml wody, albo 100 L wody. Temperatura jest więc parametrem intensywnym, objętość - ekstensywnym.

4 CIEPŁO O I PRACA W INTERPRETACJI MOLEKULARNEJ CIEPŁO PRACA FORMA PRZEKAZYWANIA ENERGII, POLEGAJĄCA NA CHAOTYCZNYM RUCHU CZASTECZEK (RUCHU TERMICZNYM). PRZEKAZ ENERGII ZWIĄZANYM Z UPRZĄDKOWANYM RUCHEM CZĄSTECZEK. Praca w ujęciu molekularnym stanowi przepływ energii, który powoduje uporządkowany ruch atomów w otoczeniu. Ciepło jest przepływem energii, który powoduje chaotyczny ruch atomów w otoczeniu lub jest nim spowodowany.

5 ENERGIA UKŁADU Przez energię układu rozumiemy jego zdolność do wykonywania pracy. Jeżeli praca jest wykonana na układzie (np. kompresja gazu, rozciąganie sprężyny) zdolność układu do wykonywania pracy rośnie, a zatem rośnie również jego energia. Natomiast jeśli układ wykonuje pracę np. przesuwanie tłoka przy rozprężaniu gazu, jego energia maleje, ponieważ w następstwie tej wykonanej pracy może on wykonać już mniej pracy niż poprzednio. Energię układu można zmieniać na dwa sposoby: przenosząc ją jako pracę lub jako ciepło. Procesy uwalniające energię jako ciepło nazywamy egzotermicznymi. Procesy, które pochłaniają energię jako ciepło nazywamy endotermicznymi. Przemiana egzotermiczna zachodząca w układzie powoduje przepływ energii z układu do otoczenia (jako ciepło). Przemiana endotermiczna powoduje przepływ energii (jako ciepła) z otoczenia do układu.

6 PRACA OBJĘTO TOŚCIOWA praca wykonana przez gaz rozprężający się w cylindrze od objętości V 1 do objętości V 2 przeciw ciśnieniu zewnętrznemu p z p S p z W obj. = - F dx F p = F = p S S V 1 dx V 2 W obj. = - p z S dx, S dx = dv W obj. = - p z dv W obj. = - p z ( V 2 V 1 ) W obj. = - p z dv W obj. = - V2 V 1 p z dv

7 FUNKCJA STANU wielkość fizyczna, której wartość zależy wyłącznie od stanu w jakim układ się znajduje, nie zaś od drogi, po której ten stan został osiągnięty. TERMODYNAMICZNE FUNKCJE STANU energia wewnętrzna ( U ) entalpia ( H ) entropia ( S ) energia swobodna ( F ) entalpia swobodna ( G )

8 ENERGIA WEWNĘTRZRNA U [ J ], [ J mol -1 ] całkowita energia układu będąca sumą całkowitej energii kinetycznej i potencjalnej cząsteczek tworzących układ: - energia jądrowa, elektronowa, energia wiązań chemicznych, - energia ruchu translacyjnego cząsteczek, - energia ruchu rotacyjnego cząsteczek, - energia ruchu oscylacyjnego cząsteczek, - energia oddziaływań międzycząsteczkowych, itd., itp. Absolutna wartość energii wewnętrznej nieznana (nie do zmierzenia), ale do zmierzenia są zmiany energii wewnętrznej. Podaje się wartości zmian tej funkcji termodynamicznej: du zmiana U w procesie elmentarnym ΔU zmiana U w procesie skończonym przejścia ze stanu ( p ) do stanu ( k ) dla wielkości mierzalnych

9 PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI ( ZASADA ZACHOWANIA ENERGII ) UKŁAD IZOLOWANY U = const. du = 0 ΔU = 0 UKŁAD ZAMKNIĘTY du = Q el. + W el. ΔU = Q + W

10 ENTALPIA - H [ J ], [ J mol-1] TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU H = U + pv CIEPŁO PRZEMIANY W WARUNKACH IZOTERMICZNO-IZOBARYCZNYCH dh = du + p dv + V dp du = Q p dv dh = Q p dv + p dv + V dp dh = Q + V dp p = const, dp = 0 dh = Q el. (p) dh = H T H T p dh = p dt C = p C p + U p T, dp= 0 dt dh = Q (p) dp ΔH = Q (p) Zmiana entalpii układu w procesie izobarycznym jest równa ciepłu przemiany zachodzącej przy stałym ciśnieniu.

11 Prawo Lavoisiera-Laplace a Prawo Laplace'a głosi, że molowa entalpia reakcji rozkładu związku chemicznego na pierwiastki jest równa molowej entalpii reakcji tworzenia się tego związku, wziętej ze znakiem przeciwnym. Gdy reakcje przebiegają w obydwu kierunkach, to przy zmianie kierunku wielkości zmiany entalpii ΔH liczbowo nie ulegają zmianie, jedynie przyjmują znaki przeciwne. CO (g) + H 2 O (g) --> CO 2(g) + H 2(g) zmiana entalpi H = -41,59kJ/mol jest egzotermiczna, natomiast reakcja odwrotna CO 2(g) + H 2(g) --> CO (g) + H 2 O (g) zmiana entalpii H = +41,59 kj/mol jest endotermiczną: liczbowe wartości efektów cieplnych obydwu reakcji są takie same, a jedynie ich znaki są przeciw

12 PRAWO HESSA Jeżeli układ ulegający przemianie może wymieniać z otoczeniem energię wyłącznie poprzez wymianę ciepła i ewentualnie poprzez wykonanie pracy objętościowej, to ilość energii wymienionej przez przekazywanie ciepła (efekt cieplny przemiany ΔU lub ΔH) zależy tylko od stanu początkowego i końcowego układu, a nie zależy od drogi przemiany (tzn. liczby i rodzaju etapów pośrednich na tej drodze), pod warunkiem, że wszystkie etapy zachodzą pod stałym ciśnieniem lub w stałej objętości.

13 Mając następujące dane: Obliczenia z zastosowaniem prawa Hessa ½H 2(g) + ½ I 2(s) = HI (g) ½H 2(g) + ½ I 2(g) = HI (g) Δ H 1 = 26 kj/mol Δ H 2 = -5 kj/mol Obliczyć entalpię sublimacji jodu: I 2(s) -> I 2(g) Należy doprowadzić do tego aby skrócić stronami równania, pozostawiając to które nas interesuje: I 2(s) -> I 2(g) czyli pierwsze równanie pomnożyć x 2, a drugie odwrócić i pomnożyć x2 ½H 2(g) + ½ I 2(s) = HI (g) / x 2 HI (g) = ½ H 2(g) + ½ I 2(g) / x 2 H 2(g) + I 2(s) = 2 HI (g) Δ H 1 = 2 x 26kJ = 52 kj 2HI (g) = H 2(g) + I 2(g) Δ H 2 = - 2x (-5kJ) = 10 kj I 2(s) -->I 2(g) ΔH=Δ H 1 + Δ H 2 = 52kJ + 10kJ = 62 kj

14 Obliczyć entalpię tworzenia tlenku węgla, trudną do bezpośredniego wyznaczenia doświadczalnego. C grafit + 1/2O 2 (g) = CO (g), ΔH CO =? Znając: standardową entalpię tworzenia ΔH CO 2 C grafit + O 2 (g) = CO 2(g), ΔH CO 2 = - 393,7 kj/mol oraz standardową entalpię spalania ΔH spal tlenku węgla do dwutlenku, CO + 1/2O 2(g) = CO 2(g), ΔH CO 2 = kj/mol Z prawa Hessa wynika, że całkowita zmiana entalpii przy przejściu ze stanu 1. do stanu 3., jest identyczna, niezależnie od drogi reakcji, zatem: ΔH CO2 = ΔH CO + ΔH spal. CO, a stąd: ΔH CO = ΔH CO2 - Δ H spal. CO ΔH CO = -393,7 kj (-283 kj) = -110,7 kj

15 Inny sposób obliczenia entalpii spalania grafitu do CO Mając następujące dane: C grafit + O 2 (g) = CO 2 (g), CO + 1/2O 2(g) = CO 2(g), ΔH 1 = - 393,7 kj/mol ΔH 2 = kj/mol Obliczyć entalpię spalania C grafit + 1/2O 2 (g) = CO (g), ΔH CO =? Należy doprowadzić do tego aby skrócić stronami równania, pozostawiając to które nas interesuje; czyli pierwsze równanie pozostawić bez zmian, a drugie odwrócić. C grafit + O 2 (g) = CO 2(g) ΔH 1 = - 393,7 kj/mol CO 2(g) = CO + 1/2O 2(g) ΔH 2 = 283 kj/mol C grafit + 1/2O 2 (g) = CO (g) ΔH CO = ΔH 1 + ΔH 2 = -393,7 kj KJ = -110,7 kj

16 CIEPŁO TWORZENIA O Δ H tw - zmiana standardowej entalpii tworzenia substancji - efekt cieplny towarzyszący reakcji powstawania 1 mola substancji z pierwiastków w ich stanach podstawowych. Ciepło tworzenia pierwiastków w stanie wolnym umownie przyjmuje się za równe zeru. CIEPŁO SPALANIA O Δ H sp - zmiana standardowej entalpii spalania substancji - efekt cieplny reakcji, w której 1 mol substancji ulega całkowitemu spaleniu w tlenie. Wartości liczbowe entalpii tworzenia i spalania, podawane w tablicach fizykochemicznych, odnoszone są zazwyczaj do warunków standardowych: T = 298,15 K, p = Pa O Δ H tw 298 K O Δ H sp 298 K

17 Obliczanie entalpii reakcji chemicznych Entalpie standardowe tworzenia substancji umożliwiają wyznaczenie entalpii dowolnej reakcji chemicznej, którą określa wzór: H = ( n i H tw ) produkty - ( n i H tw ) substraty Przyjmuje się, że entalpie standardowe pierwiastków w ich podstawowej postaci są równe 0. Entalpie standardowe spalania substancji umożliwiają wyznaczenie entalpii dowolnej reakcji chemicznej, którą określa wzór: H = ( n i H spal ) substraty - ( n i H spal ) produkty

18 Oblicz entalpię reakcji: SiCl 4(c) + 2H 2 O (c) =SiO 2(s) + 4HCl (g) w warunkach standardowych, wiedząc że standardowe entalpie tworzenia wynoszą odpowiednio: SiO 2 : ΔH o tw = -910kJ/mol; HCl: ΔH o tw = -92,4kJ/mol; SiCl 4 : ΔH o tw = -640kJ/mol; H 2 O: ΔH o tw = -286kJ/mol Efekt energetyczny reakcji można obliczyć z wartości entalpii tworzenia wszystkich reagentów: ΔH = (Σ entalpii tworzenia produktów) - (Σ entalpii tworzenia substratów) Entalpia reakcji jest równa różnicy entalpii tworzenia produktów i entalpii tworzenia substratów wziętych z odpowiednimi współczynnikami reakcji: ΔH=-910kJ/mol + (4x(-92,4kJ/mol)) -(2x(-286kJ/mol)+(-640kJ/mol))=-66kJ.

19 Entropia Na co dzień obserwujemy zwykle zjawiska i procesy, w których energia układu maleje. Efekt cieplny reakcji nie wyjaśnia jednak, dlaczego samorzutnie mogą przebiegać również reakcje endotermiczne, w których energia układu rośnie. Okazuje się, że do opisu przebiegu reakcji (i innych procesów) potrzebna jest jeszcze jedna wielkość fizyczna - funkcja stanu, opisująca aspekt kierunku reakcji. Rozważmy następujący przykład. W układzie znajduje się 1 kg lodu o temperaturze 0 C. Po pewnym czasie ten sam układ zawiera 1 kg ciekłej wody o temperaturze 0 C. W tym czasie układ pochłonął z otoczenia odpowiednią ilość ciepła topnienia lodu Q. Ponieważ temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej cząsteczek, uznać należy, że w układzie całe pochłonięte ciepło zużyte zostało na zmianę struktury mikroskopowej - z uporządkowanego układu krystalicznego, w znacznie mniej uporządkowaną ciecz. W procesie wzrosło "nieuporządkowanie" układu. Funkcja stanu, która opisuje ilościowo "nieuporządkowanie" układu, a ściślej, tzw. prawdopodobieństwo termodynamiczne, nosi nazwę entropii, S.

20 Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki jeżeli układ termodynamiczny przechodzi od jednego stanu równowagi do drugiego, bez udziału czynników zewnętrznych (a więc spontanicznie), to jego entropia zawsze rośnie W każdym samorzutnym procesie entropia rośnie. Jeżeli nawet w obserwowanym układzie rośnie uporządkowanie, dzieje się to kosztem wzrostu entropii otoczenia. W procesie przebiegającym w warunkach odwracalnych (układ w równowadze),

21 ENTALPIA SWOBODNA - G TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU G = f ( T, p ) G = f ( T, p, n i j ) G = H - T S dg = dh - d ( T S ) = dh - T ds - S dt Jeżeli T, p = const.: dg = dh - T ds ΔG = ΔH - T ΔS

22 Znajomość zmiany entalpii swobodnej ( ΔG) w procesie izotermiczno - izobarycznym pozwala na przewidywanie możliwości jej samorzutnego przebiegu KRYTERIUM SAMORZUTNOŚCI PROCESÓW ΔG < 0 T, p = const. proces może przebiegać samorzutnie ΔG = 0 ΔG > 0 proces odwracalny ( układ znajduje się w stanie równowagi ) proces nie może przebiegać samorzutnie ( mógłby zajść pod warunkiem dostarczenia do układu energii z zewnątrz)

23 Udziały ΔH i ΔS decydujące o samorzutności procesu ΔG = ΔH - T ΔS ENTALPIA ENTROPIA Możliwość przebiegu reakcji ΔH < 0 ΔS > 0 TAK ( ΔG < 0 ) Reakcja możliwa w dowolnej temperaturze ΔH < 0 ΔS < 0 TAK, jeżeli TΔ S < ΔH Reakcja możliwa w dostatecznie niskiej temperaturze ΔH > 0 ΔS > 0 TAK, jeżeli TΔ S > ΔH ΔH > 0 ΔS < 0 NIE ( ΔG > 0 ) Reakcja możliwa w dostatecznie wysokiej temperaturze Reakcja niemożliwa w jakiejkolwiek temperaturze

24 ZWIĄZKI ZKI POMIĘDZY FUNKCJAMI TERMODYNAMICZNYMI U + p V H - T S - T S F + p V G H = U + p V F = U - T S G = H - T S G = F + p V du = Q el. + W el. Q = T ds W el. = W el.obj. + Wel W el.obj. = - p dv W el = 0 du = T ds - p dv dh = T ds + V dp df = - S dt - p dv dg = - S dt + V dp H entalpia, F energia swobodna, G - entalpia swobodna

25 Szybkość reakcji Szybkość reakcji chemicznej jest definiowana jako zmiana stężenia w czasie: v = dc dt s = + dc dt p v - szybkość reakcji, c s -stężenie substratu cp - stężenie produktu t - czas. Zamiana stężeń substratów i produktów w czasie.

26 Energia aktywacji Minimalna energia potrzebna, aby reakcja zaszła nazywana jest energią aktywacji (inicjacji). Zmiana energii cząstek w czasie reakcji.

27 Równanie kinetyczne aa + bb cc + dd Równanie kinetyczne jest matematycznym zapisem wiążącym szybkość reakcji ze stężeniami reagentów. v = k a c A c b B k - stała szybkości reakcji, c A, c B -stężenia substartów A i B, Suma wykładników potęgowych a + b to parametr określany nazwą rzędu reakcji (lub rzędowością reakcji). Wykładniki te mogą, ale nie muszą być równe współczynnikom stechiometrycznym równania reakcji. Wyznacza się je doświadczalnie.

28 Czynniki wpływaj ywające na szybkość reakcji chemicznej stężenia reagentów, temperatura, ciśnienie (jeśli reagenty są gazami) promieniowanie elektromagnetyczne (dla reakcji fotochemicznych), rozwinięcie powierzchni (reakcje powierzchniowe), stopień rozdrobnienia substancji, dodatek katalizatora.

29 Wpływ temperatury Reguła van 't Hoffa - empiryczna reguła wyrażająca zmianę szybkości reakcji w zależności od temperatury. Według tej reguły wzrost temperatury o 10 K powoduje 2-4-krotny wzrost szybkości reakcji. Reguła van 't Hoffa jest spełniona dla reakcji homogenicznych w temperaturze do 500 C. Równanie Arrheniusa wiąże ze sobą stałą szybkości reakcji z energią aktywacji i temperaturą, w której reakcja zachodzi. k = A e E A RT k - stała szybkości reakcji, A - stała, charakterystyczna dla reakcji, E A - energia aktywacji, R - stała gazowa, T - temperatura.

30 Reakcja dwuetapowa: etap 1: etap 2: HI + H2 O2 HIO + H2O HIO + HI H O + 2 I 2 wolny szybki sumarycznie: 2HI + H2 O2 I2 + 2H2O wolno Całkowita szybkość reakcji zależy od etapu najwolniejszego

31 Kataliza Katalizator jest to substancja zwiększająca szybkość reakcji, ale pozostająca po reakcji w niezmienionym stanie. A + B AB Po dodaniu katalizatora: A + K AK AK + B AB + K sumarycznie: A + B kat. A

32 Katalizator wpływa na wartość energii aktywacji. Wpływ katalizatora na energię aktywacji.

33 Równowaga reakcji chemicznych stan, gdy reakcja w jedną i drugą stronę zachodzi z taką samą szybkością, więc stężenia reagentów nie zmieniają się w czasie. Stan równowagi reakcji chemicznej nie oznacza, że nie zachodzi ona wcale. W reakcjach chemicznych, równowaga ma charakter równowagi dynamicznej. Reakcja zachodzi, tyle że jej szybkość w obu kierunkach jest jednakowa, czyli w każdej chwili z substratów tworzy się tyle samo produktów ile z produktów tworzy się z powrotem substratów. System jako makroskopowa całość wydaje się w spoczynku; obecność reakcji jest jednakże ewidentna w skali molekularnej. v 1 A + B C + D v 2 C + D A + B kiedy: v 1 = v 2 A + B C + D stan równowagi chemicznej

34 PRAWO DZIAŁANIA MAS W stanie równowagi chemicznej stosunek iloczynu stężeń produktów (podniesionych do odpowiednich potęg) do iloczynu stężeń substratów (podniesionych do odpowiednich potęg) jest wielkością stałą w danych warunkach temperatury i ciśnienia. a A + b B c C + d D K = c c c C a A c c d D b B Dla reakcji odwracalnej, w stanie równowagi, w stałej temperaturze i pod stałym ciśnieniem, stosunek iloczynu stężeń molowych produktów (podniesionych do odpowiednich potęg wynikających ze stechiometrii równania reakcji) do iloczynu stężeń molowych substratów (podniesionych do odpowiednich potęg wynikających ze stechiometrii równania reakcji) jest wielkością stałą i nosi nazwę stałej równowagi reakcji K. Stałą K jest miarą wydajności reakcji i wielkością charakterystyczną dla danej reakcji. Stała K zależy od ciśnienia i temperatury (izobara van t Hoffa), a nie zależy od składu roztworu.

35 Stan równowagi chemicznej a A + b B v 1 v 2 c C + d D v 1 = k 1 [A] a [B] b v 2 = k 2 [C] c [D] d v 1 i v 2 odpowiednio szybkość powstawania i rozpadu produktów reakcji k 1 i k 2 stałe szybkości tych reakcji W stanie równowagi v 1 = v 2 czyli: k 1 [A] a [B] b = k 2 [C] c [D] d k k 1 2 = K c = c d [C] [D] a b [A] [B] K c stała równowagi v 1 v 2 Np. 2NO 2 2NO + O 2 2NO + O 2 2NO 2 v 1 = k 1 [NO 2 ] 2 v 2 = k 2 [NO] 2 [O 2 ] k 1 [NO 2 ] 2 =k 2 [NO] 2 [O 2 ] k k 1 2 = K c = 2 [NO] [O ] 2 2 [NO ] 2

36 Wpływ warunków w zewnętrznych na stan równowagir REGUŁA A LE CHATELIERA I BRAUNA Jeżeli układ będący w stanie równowagi zostanie poddany działaniu bodźca zewnętrznego, zaburzającego ten układ, to zachodzą w nim zmiany, które minimalizują działanie tego bodźca. Czynniki wpływające na stan równowagi to: stężenie reagentów ciśnienie temperatura

37 Wpływ stężenia reagentów na stan równowagi A 2 + B 2 2 AB wzrost stężenia substratów powoduje przesunięcie równowagi w lewo powoduje przesunięcie równowagi w prawo wzrost stężenia produktów spadek stężenia substratów powoduje przesunięcie równowagi w lewo powoduje przesunięcie równowagi spadek stężenia produktów w prawo

38 Wpływ ciśnienia (reakcje w fazie gazowej) Gdy zwiększa się ciśnienie, równowagowy skład mieszaniny zmienia się w ten sposób, by zmalała liczba cząstek w fazie gazowej. V prod. = V sub. np. H 2 + I 2 = 2HI przesunięcie równowagi wzrost ciśnienia : nie wpływa obniżenie ciśnienia : nie wpływa V prod. < V sub. np. N 2 + 3H 2 = 2NH 3 wzrost ciśnienia obniżenie ciśnienia : : przesunięcie równowagi V prod. > V sub. np. N 2 O 4 = 2NO 2 wzrost ciśnienia obniżenie ciśnienia : : przesunięcie równowagi

39 Wpływ temperatury reakcje egzotermiczne a A + b B c C + d D + Q przesunięcie równowagi wzrost temperatury : obniżenie temperatury : reakcje endotermiczne a A + b B + Q c C + d D przesunięcie równowagi wzrost temperatury : obniżenie temperatury : W reakcjach egzotermicznych wzrost temperatury sprzyja tworzeniu substratów, natomiast w reakcjach endotermicznych wzrost temperatury sprzyja tworzeniu produktów.

40 3 H 2 + N 2 2 NH 3 ΔH < 0 T Zwiększenie temperatury powoduje przesunięcie równowagi w stronę substratów p Zwiększenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w stronę produktu 1 mol N mole H 2 2 mole NH 3 4 mole gazu 2 mole gazu

41 Zależność pomiędzy zmianą entalpii swobodnej ΔG reakcji a stałą równowagi reakcji (K p ) 0 ΔG = - R TlnK p Związek pomiędzy stężeniową (K c ) a ciśnieniową (K p ) stałą równowagi K c = K p (RT) Δn Δn różnica liczby moli produktów i substratów

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA

TERMODYNAMIKA 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 szczegółowo

Termochemia elementy termodynamiki

Termochemia elementy termodynamiki Termochemia elementy termodynamiki Termochemia nauka zajmująca się badaniem efektów cieplnych reakcji chemicznych Zasada zachowania energii Energia całkowita jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej.

Bardziej szczegółowo

Kinetyka reakcji chemicznych. Dr Mariola Samsonowicz

Kinetyka 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 szczegółowo

Podstawy termodynamiki

Podstawy termodynamiki Podstawy termodynamiki Organizm żywy z punktu widzenia termodynamiki Parametry stanu Funkcje stanu: U, H, F, G, S I zasada termodynamiki i prawo Hessa II zasada termodynamiki Kierunek przemian w warunkach

Bardziej szczegółowo

Wykład 10 Równowaga chemiczna

Wykład 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 szczegółowo

TERMOCHEMIA. TERMOCHEMIA: dział chemii, który bada efekty cieplne towarzyszące reakcjom chemicznym w oparciu o zasady termodynamiki.

TERMOCHEMIA. TERMOCHEMIA: dział chemii, który bada efekty cieplne towarzyszące reakcjom chemicznym w oparciu o zasady termodynamiki. 1 TERMOCHEMIA TERMOCHEMIA: dział chemii, który bada efekty cieplne towarzyszące reakcjom chemicznym w oparciu o zasady termodynamiki. TERMODYNAMIKA: opis układu w stanach o ustalonych i niezmiennych w

Bardziej szczegółowo

Odwracalność przemiany chemicznej

Odwracalność 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 szczegółowo

Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych

Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych 2.5.1. Samorzutność i równowaga 2.5.2. Sens i pojęcie entalpii swobodnej 2.5.3. Sens i pojęcie energii swobodnej 2.5.4. Obliczanie zmian entalpii oraz

Bardziej szczegółowo

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa Prawo zachowania energii: ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa Ogólny zasób energii jest niezmienny. Jeżeli zwiększa się zasób energii wybranego układu, to wyłącznie kosztem

Bardziej szczegółowo

Termochemia efekty energetyczne reakcji

Termochemia efekty energetyczne reakcji Termochemia efekty energetyczne reakcji 1. Podstawowe pojęcia termodynamiki chemicznej a) Układ i otoczenie Układ, to wyodrębniony obszar materii, oddzielony od otoczenia wyraźnymi granicami (np. reagenty

Bardziej szczegółowo

Fizyka Termodynamika Chemia reakcje chemiczne

Fizyka Termodynamika Chemia reakcje chemiczne Termodynamika zajmuje się badaniem efektów energetycznych towarzyszących procesom fizykochemicznym i chemicznym. Termodynamika umożliwia: 1. Sporządzanie bilansów energetycznych dla reakcji chemicznych

Bardziej szczegółowo

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

DRUGA 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 szczegółowo

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Energia Zdolność do wykonywania pracy lub do produkowania ciepła Praca objętościowa praca siła odległość 06_73 P F A W F h N m J P F A Area A ciśnienie

Bardziej szczegółowo

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

DRUGA 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 szczegółowo

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - reakcje egzoenergetyczne i endoenergetyczne, szybkość reakcji chemicznych

Materiał 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 szczegółowo

Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej

Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej Część 5 ELEMENTY STATYKI CHEMICZNEJ Katedra i Zakład Chemii Fizycznej Collegium Medicum w Bydgoszczy Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Prof. dr hab. n.chem.

Bardziej szczegółowo

I. Podstawowe pojęcia termodynamiki Termodynamika (nauka o transformacjach energii; zajmuje się badaniem efektów energetycznych przemian fizycznych i

I. Podstawowe pojęcia termodynamiki Termodynamika (nauka o transformacjach energii; zajmuje się badaniem efektów energetycznych przemian fizycznych i I. Podstawowe pojęcia termodynamiki Termodynamika (nauka o transformacjach energii; zajmuje się badaniem efektów energetycznych przemian fizycznych i chemicznych) Termodynamika chemiczna - nauka zajmująca

Bardziej szczegółowo

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Projekt 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 szczegółowo

WYKŁAD 3 TERMOCHEMIA

WYKŁAD 3 TERMOCHEMIA WYKŁAD 3 TERMOCHEMIA Termochemia jest działem termodynamiki zajmującym się zastosowaniem pierwszej zasady termodynamiki do obliczania efektów cieplnych procesów fizykochemicznych, a w szczególności przemian

Bardziej szczegółowo

Inżynieria Biomedyczna

Inżynieria Biomedyczna 1.Obliczyć przy jakim stężeniu kwasu octowego stopień dysocjacji osiągnie wartość 3.%, jeżeli wiadomo, że stopień dysocjacji 15.%-wego roztworu (d=1.2 g/cm 3 ) w 2. Do 1 cm 3 2% (d=1.2 g/cm 3 ) roztworu

Bardziej szczegółowo

Podstawowe pojęcia 1

Podstawowe pojęcia 1 Tomasz Lubera Podstawowe pojęcia 1 Układ część przestrzeni wyodrębniona myślowo lub fizycznie z otoczenia Układ izolowany niewymieniający masy i energii z otoczeniem Układ zamknięty wymieniający tylko

Bardziej szczegółowo

Podstawy termodynamiki.

Podstawy 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 szczegółowo

I piętro p. 131 A, 138

I 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 szczegółowo

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych

Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych Zagadnienia do pracy klasowej: Kinetyka, równowaga, termochemia, chemia roztworów wodnych 1. Równanie kinetyczne, szybkość reakcji, rząd i cząsteczkowość reakcji. Zmiana szybkości reakcji na skutek zmiany

Bardziej szczegółowo

Wykład 1. Anna Ptaszek. 5 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 1. Anna Ptaszek 1 / 36

Wykład 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 szczegółowo

1. PIERWSZA I DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI TERMOCHEMIA

1. PIERWSZA I DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI TERMOCHEMIA . PIERWSZA I DRUGA ZASADA ERMODYNAMIKI ERMOCHEMIA Zadania przykładowe.. Jeden mol jednoatomowego gazu doskonałego znajduje się początkowo w warunkach P = 0 Pa i = 300 K. Zmiana ciśnienia do P = 0 Pa nastąpiła:

Bardziej szczegółowo

Podstawowe 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 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 szczegółowo

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji? Energia Zdolność do wykonywania pracy lub produkowania ciepła Praca objętościowa praca siła odległość 06_73 P F A W F h N m J P F A Area A ciśnienie siła/powierzchnia

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2018/19)

Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2018/19) Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2018/19) Uwaga! Uzyskane wyniki mogą się nieco różnić od podanych w materiałach, ze względu na uaktualnianie wartości zapisanych

Bardziej szczegółowo

relacje ilościowe ( masowe,objętościowe i molowe ) dotyczące połączeń 1. pierwiastków w związkach chemicznych 2. związków chemicznych w reakcjach

relacje 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 szczegółowo

Inżynieria Biomedyczna Wykład V

Inżynieria Biomedyczna Wykład V Inżynieria Biomedyczna Wykład V 1 Plan Reakcje samorzutne Entropia II zasada termodynamiki Entalpia i energia swobodna Kryteria samorzutności Termodynamika a stała równowagi K r 2 Woda zawsze spływa w

Bardziej szczegółowo

Praca objętościowa - pv (wymiana energii na sposób pracy) Ciepło reakcji Q (wymiana energii na sposób ciepła) Energia wewnętrzna

Praca 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 szczegółowo

TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA

TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA TERMODYNAMIKA FENOMENOLOGICZNA Przedmiotem badań są własności układów makroskopowych w zaleŝności od temperatury. Układ makroskopowy Np. 1 mol substancji - tyle składników ile w 12 gramach węgla C 12 N

Bardziej szczegółowo

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. ILOŚCIOWE ZBADANIE SZYBKOŚCI ROZPADU NADTLENKU WODORU.

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. ILOŚCIOWE ZBADANIE SZYBKOŚCI ROZPADU NADTLENKU WODORU. CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. ILOŚCIOWE ZBADANIE SZYBKOŚCI ROZPADU NADTLENKU WODORU. Projekt zrealizowany w ramach Mazowieckiego programu stypendialnego dla uczniów szczególnie uzdolnionych

Bardziej szczegółowo

Inżynieria Biomedyczna

Inżynieria Biomedyczna 1.Obliczyć przy jakim stężeniu kwasu octowego stopień dysocjacji osiągnie wartość 3.%, jeżeli wiadomo, że stopień dysocjacji 15.%-wego roztworu (d=1.2 g/cm 3 ) w 2. Do 1 cm 3 2% (d=1.2 g/cm 3 ) roztworu

Bardziej szczegółowo

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu

Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu Przedmiot: Chemia budowlana Zakład Materiałoznawstwa i Technologii Betonu Ćw. 4 Kinetyka reakcji chemicznych Zagadnienia do przygotowania: Szybkość reakcji chemicznej, zależność szybkości reakcji chemicznej

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej Zalecane zadania kolokwium 1. (2014/15)

Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej Zalecane zadania kolokwium 1. (2014/15) Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej Zalecane zadania kolokwium 1. (2014/15) (Uwaga! Liczba w nawiasie przy odpowiedzi oznacza numer zadania (zestaw.nr), którego rozwiązanie dostępne

Bardziej szczegółowo

CHEMIA NIEORGANICZNA. Andrzej Kotarba Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii I pietrop. 131 A. WYKŁAD -3

CHEMIA NIEORGANICZNA. Andrzej Kotarba Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii I pietrop. 131 A.  WYKŁAD -3 CHEMIA NIEORGANICZNA Andrzej Kotarba Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii I pietrop. 131 A http://www.chemia.uj.edu.pl/kotarba/ WYKŁAD -3 RÓWNOWAGA Termochemia i termodynamika funkcje termodynamiczne,

Bardziej szczegółowo

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA Zadania dla studentów ze skryptu,,obliczenia z chemii ogólnej Wydawnictwa Uniwersytetu Gdańskiego 1. Reakcja między substancjami A i B zachodzi według

Bardziej szczegółowo

Termodynamika techniczna i chemiczna, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1

Termodynamika techniczna i chemiczna, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1 Termodynamika techniczna i chemiczna, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1 [Imię, nazwisko, grupa] prowadzący 1. Obliczyć zmianę entalpii dla izobarycznej (p = 1 bar) reakcji chemicznej zapoczątkowanej

Bardziej szczegółowo

Zadania pochodzą ze zbioru zadań P.W. Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta, CHEMIA FIZYCZNA Zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN, Warszawa 2001

Zadania pochodzą ze zbioru zadań P.W. Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta, CHEMIA FIZYCZNA Zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN, Warszawa 2001 Zadania pochodzą ze zbioru zadań P.W. Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta, CHEMIA FIZYCZNA Zbiór zadań z rozwiązaniami, PWN, Warszawa 2001 I zasada termodynamiki - pojęcia podstawowe C2.4 Próbka zawierająca

Bardziej szczegółowo

Chemia - laboratorium

Chemia - laboratorium Chemia - laboratorium Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Studia stacjonarne, Rok I, Semestr zimowy 013/14 Dr hab. inż. Tomasz Brylewski e-mail: brylew@agh.edu.pl tel. 1-617-59 Katedra Fizykochemii

Bardziej szczegółowo

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami

WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA. Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami WYKŁAD 2 TERMODYNAMIKA Termodynamika opiera się na czterech obserwacjach fenomenologicznych zwanych zasadami Zasada zerowa Kiedy obiekt gorący znajduje się w kontakcie cieplnym z obiektem zimnym następuje

Bardziej szczegółowo

Układ termodynamiczny Parametry układu termodynamicznego Proces termodynamiczny Układ izolowany Układ zamknięty Stan równowagi termodynamicznej

Układ termodynamiczny Parametry układu termodynamicznego Proces termodynamiczny Układ izolowany Układ zamknięty Stan równowagi termodynamicznej termodynamika - podstawowe pojęcia Układ termodynamiczny - wyodrębniona część otaczającego nas świata. Parametry układu termodynamicznego - wielkości fizyczne, za pomocą których opisujemy stan układu termodynamicznego,

Bardziej szczegółowo

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa Kinetyka chemiczna KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 fermentacja alkoholowa czynniki wpływaj ywające na szybkość reakcji chemicznych stęż ężenie reagentów w (lub ciśnienie gazów w jeżeli eli reakcja przebiega

Bardziej szczegółowo

Zasady termodynamiki

Zasady termodynamiki Zasady termodynamiki Energia wewnętrzna (U) Opis mikroskopowy: Jest to suma średnich energii kinetycznych oraz energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych. Opis makroskopowy: Jest

Bardziej szczegółowo

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa

KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3. fermentacja alkoholowa Kinetyka chemiczna KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 fermentacja alkoholowa czynniki wpływaj ywające na szybkość reakcji chemicznych stęż ężenie reagentów w (lub ciśnienie gazów w jeżeli eli reakcja przebiega

Bardziej szczegółowo

Entropia - obliczanie. Podsumowanie

Entropia - obliczanie. Podsumowanie Chem. Fiz. CH II/4 Entropia - obliczanie. Podsumowanie 2 ) ( 2 V d C S S S 2 ) ( 2 P d C S S S S k S p S 2 2 ln ln V V R C S V + 2 2 ln ln P P R C S P w izobarze: Funkcja stanu! w izochorze: dla gazu doskonałego:

Bardziej szczegółowo

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1 Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 1, zadanie nr 1 1 [Imię, nazwisko, grupa] prowadzący Uwaga! Proszę stosować się do następującego sposobu wprowadzania tekstu w ramkach : pola szare

Bardziej szczegółowo

Kiedy przebiegają reakcje?

Kiedy przebiegają reakcje? Kiedy przebiegają reakcje? Thermodynamics lets us predict whether a process will occur but gives no information about the amount of time required for the process. Termodynamika dziedzina termodynamiki

Bardziej szczegółowo

1 I zasada termodynamiki

1 I zasada termodynamiki 1 I zasada termodynamiki 1.1 Pojęcie podstawowe W chemii fizycznej wszechświat dzielimy na dwie części : układ i otoczenie. Układ jest interesującą nas częścią rzeczywistości (przyrody, wszechświata) może

Bardziej szczegółowo

(1) Równanie stanu gazu doskonałego. I zasada termodynamiki: ciepło, praca.

(1) Równanie stanu gazu doskonałego. I zasada termodynamiki: ciepło, praca. (1) Równanie stanu gazu doskonałego. I zasada termodynamiki: ciepło, praca. 1. Aby określić dokładną wartość stałej gazowej R, student ogrzał zbiornik o objętości 20,000 l wypełniony 0,25132 g gazowego

Bardziej szczegółowo

Kinetyka chemiczna jest działem fizykochemii zajmującym się szybkością i mechanizmem reakcji chemicznych w różnych warunkach. a RT.

Kinetyka chemiczna jest działem fizykochemii zajmującym się szybkością i mechanizmem reakcji chemicznych w różnych warunkach. a RT. Ćwiczenie 12, 13. Kinetyka chemiczna. Kinetyka chemiczna jest działem fizykochemii zajmującym się szybkością i mechanizmem reakcji chemicznych w różnych warunkach. Szybkość reakcji chemicznej jest związana

Bardziej szczegółowo

Kontakt,informacja i konsultacje

Kontakt,informacja i konsultacje Kontakt,informacja i konsultacje Chemia A ; pokój 307 elefon: 347-2769 E-mail: wojtek@chem.pg.gda.pl tablica ogłoszeń Katedry Chemii Fizycznej http://www.pg.gda.pl/chem/dydaktyka/ lub http://www.pg.gda.pl/chem/katedry/fizyczna

Bardziej szczegółowo

kryterium samorzutności, pojęcie równowagi chemicznej, stała równowagi, pojęcie trwałości i nietrwałości,

kryterium samorzutności, pojęcie równowagi chemicznej, stała równowagi, pojęcie trwałości i nietrwałości, CHEMIA NIEORGANICZNA Dr hab. Andrzej Kotarba Zakład Chemii Nieorganicznej Wydział Chemii I pietro p. 131 A http://www.chemia.uj.edu.pl/kotarba/ WYKŁAD - 3 RÓWNOWAGA Termochemia i termodynamika funkcje

Bardziej szczegółowo

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A

= = Budowa materii. Stany skupienia materii. Ilość materii (substancji) n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek), N A Budowa materii Stany skupienia materii Ciało stałe Ciecz Ciała lotne (gazy i pary) Ilość materii (substancji) n N = = N A m M N A = 6,023 10 mol 23 1 n - ilość moli, N liczba molekuł (atomów, cząstek),

Bardziej szczegółowo

Kiedy przebiegają reakcje?

Kiedy przebiegają reakcje? Kiedy przebiegają reakcje? Thermodynamics lets us predict whether a process will occur but gives no information about the amount of time required for the process. CH 4(g) + 2O 2(g) substraty 2(g) egzotermiczna

Bardziej szczegółowo

Podstawy kinetyki i termodynamiki chemicznej. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Podstawy kinetyki i termodynamiki chemicznej. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny Podstawy kinetyki i termodynamiki chemicznej Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny Układ i otoczenie Układem - część środowiska, która stanowi przedmiot naszych badań pojęcie abstrakcyjne,

Bardziej szczegółowo

Kinetyka i równowaga reakcji chemicznej

Kinetyka i równowaga reakcji chemicznej Kinetyka i równowaga reakcji chemicznej W przebiegu reakcji chemicznych interesujące są dwa aspekty zachodzących przemian: 1. rodzaj substratów i otrzymanych z nich produktów, 2. szybkość, z jaką substraty

Bardziej szczegółowo

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały

Wykład 1 i 2. Termodynamika klasyczna, gaz doskonały Wykład 1 i 2 Termodynamika klasyczna, gaz doskonały dr hab. Agata Fronczak, prof. PW Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska 1 stycznia 2017 dr hab. A. Fronczak (Wydział Fizyki PW) Wykład: Elementy fizyki

Bardziej szczegółowo

TERMOCHEMIA SPALANIA

TERMOCHEMIA SPALANIA TERMOCHEMIA SPALANIA I ZASADA TERMODYNAMIKI dq = dh Vdp W przemianach izobarycznych: dp = 0 dq = dh dh = c p dt dq = c p dt Q = T 2 T1 c p ( T)dT Q ciepło H - entalpia wewnętrzna V objętość P - ciśnienie

Bardziej szczegółowo

Podstawy termodynamiki

Podstawy termodynamiki Podstawy termodynamiki Temperatura i ciepło Praca jaką wykonuje gaz I zasada termodynamiki Przemiany gazowe izotermiczna izobaryczna izochoryczna adiabatyczna Co to jest temperatura? 40 39 38 Temperatura

Bardziej szczegółowo

TERMOCHEMIA SPALANIA

TERMOCHEMIA SPALANIA TERMOCHEMIA SPALANIA I ZASADA TERMODYNAMIKI dq = dh Vdp W przemianach izobarycznych: dp = 0 dq = dh dh = c p dt dq = c p dt Q = T 2 T1 c p ( T)dT Q ciepło H - entalpia wewnętrzna V objętość P - ciśnienie

Bardziej szczegółowo

Chemia 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 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 szczegółowo

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Termodynamika. Część 4. Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Termodynamika Część 4 Procesy izoparametryczne Entropia Druga zasada termodynamiki Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Pierwsza zasada termodynamiki procesy kwazistatyczne Zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki,

Bardziej szczegółowo

Podstawowe prawa opisujące właściwości gazów zostały wyprowadzone dla gazu modelowego, nazywanego gazem doskonałym (idealnym).

Podstawowe 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 szczegółowo

Równowaga to stan w którym nie obserwuje się zmian wraz z upływem czasu

Równowaga to stan w którym nie obserwuje się zmian wraz z upływem czasu Równowaa chemiczna Równowaa to stan w którym nie obserwuje się zmian wraz z upływem czasu Reakcja chemiczna osiąa stan równowai dy stężenia substratów i produktów nie uleają zmianie pozostają stałe. ozornie

Bardziej szczegółowo

Miejsce biofizyki we współczesnej nauce. Obszary zainteresowania biofizyki. - Powrót do współczesności. - obiekty mikroświata.

Miejsce biofizyki we współczesnej nauce. Obszary zainteresowania biofizyki. - Powrót do współczesności. - obiekty mikroświata. Zakład Biofizyki Miejsce biofizyki we współczesnej nauce - trochę historii - Powrót do współczesności Obszary zainteresowania biofizyki - ekosystemy - obiekty makroświata - obiekty mikroświata - język

Bardziej szczegółowo

Inżynieria Biomedyczna. Wykład IV Elementy termochemii czyli o efektach cieplnych reakcji

Inżynieria Biomedyczna. Wykład IV Elementy termochemii czyli o efektach cieplnych reakcji Inżynieria Biomedyczna Wykład IV Elementy termochemii czyli o efektach cieplnych reakcji Plan Terminologia i jednostki energii Pojemność cieplna Reaktywność chemiczna I prawo termodynamiki Entalpia Prawo

Bardziej szczegółowo

1. 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: 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 szczegółowo

Warunki izochoryczno-izotermiczne

Warunki izochoryczno-izotermiczne WYKŁAD 5 Pojęcie potencjału chemicznego. Układy jednoskładnikowe W zależności od warunków termodynamicznych potencjał chemiczny substancji czystej definiujemy następująco: Warunki izobaryczno-izotermiczne

Bardziej szczegółowo

CIEPŁO ZNANE CZY NIEZNANE? dr hab. prof. nadzw. UŁ Małgorzata Jóźwiak

CIEPŁO 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 szczegółowo

Stany równowagi i zjawiska transportu w układach termodynamicznych

Stany 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 szczegółowo

Krótki przegląd termodynamiki

Krótki przegląd termodynamiki Wykład I Przejścia fazowe 1 Krótki przegląd termodynamiki Termodynamika fenomenologiczna oferuje makroskopowy opis układów statystycznych w stanie równowagi termodynamicznej bądź w stanach jemu bliskich.

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

Bardziej szczegółowo

Wykład 4. Przypomnienie z poprzedniego wykładu

Wykład 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 szczegółowo

Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny

Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny Termodynamika Część 6 Związki i tożsamości termodynamiczne Potencjały termodynamiczne Warunki równowagi termodynamicznej Potencjał chemiczny Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ Związek pomiędzy równaniem

Bardziej szczegółowo

Szkła 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 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 szczegółowo

Elementy termodynamiki chemicznej. Entalpia:

Elementy termodynamiki chemicznej. Entalpia: Elementy termodynamiki chemicznej 1 - układ fizyczny otwarty (możliwa wymiana energii i materii z otoczeniem), zamknięty (możliwa tylko wymiana energii), izolowany wielkości ekstensywne zależne od ilości

Bardziej szczegółowo

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej.

Temperatura jest wspólną własnością dwóch ciał, które pozostają ze sobą w równowadze termicznej. 1 Ciepło jest sposobem przekazywania energii z jednego ciała do drugiego. Ciepło przepływa pod wpływem różnicy temperatur. Jeżeli ciepło nie przepływa mówimy o stanie równowagi termicznej. Zerowa zasada

Bardziej szczegółowo

Równowagi fazowe. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Równowagi 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 szczegółowo

prawa gazowe Model gazu doskonałego Temperatura bezwzględna tościowa i entalpia owy Standardowe entalpie tworzenia i spalania 4. Stechiometria 1 tość

prawa gazowe Model gazu doskonałego Temperatura bezwzględna tościowa i entalpia owy Standardowe entalpie tworzenia i spalania 4. Stechiometria 1 tość 5. Gazy, termochemia Doświadczalne rawa gazowe Model gazu doskonałego emeratura bezwzględna Układ i otoczenie Energia wewnętrzna, raca objęto tościowa i entalia Prawo Hessa i cykl kołowy owy Standardowe

Bardziej szczegółowo

1. Zaproponuj doświadczenie pozwalające oszacować szybkość reakcji hydrolizy octanu etylu w środowisku obojętnym

1. Zaproponuj doświadczenie pozwalające oszacować szybkość reakcji hydrolizy octanu etylu w środowisku obojętnym 1. Zaproponuj doświadczenie pozwalające oszacować szybkość reakcji hydrolizy octanu etylu w środowisku obojętnym 2. W pewnej chwili szybkość powstawania produktu C w reakcji: 2A + B 4C wynosiła 6 [mol/dm

Bardziej szczegółowo

a) 1 mol b) 0,5 mola c) 1,7 mola d) potrzebna jest znajomość objętości zbiornika, aby można było przeprowadzić obliczenia

a) 1 mol b) 0,5 mola c) 1,7 mola d) potrzebna jest znajomość objętości zbiornika, aby można było przeprowadzić obliczenia 1. Oblicz wartość stałej równowagi reakcji: 2HI H 2 + I 2 w temperaturze 600K, jeśli wiesz, że stężenia reagentów w stanie równowagi wynosiły: [HI]=0,2 mol/dm 3 ; [H 2 ]=0,02 mol/dm 3 ; [I 2 ]=0,024 mol/dm

Bardziej szczegółowo

Enzymologia I. Kinetyka - program Gepasi. Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii Zakład Regulacji Metabolizmu

Enzymologia I. Kinetyka - program Gepasi. Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii Zakład Regulacji Metabolizmu Enzymologia I Kinetyka - program Gepasi Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii Zakład Regulacji Metabolizmu I zasada + II zasada termodynamiki zmiana entalpii i entropii może zostać wyrażona ilościowo

Bardziej szczegółowo

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria Środowiska w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracowała: mgr

Bardziej szczegółowo

Przemiany termodynamiczne

Przemiany termodynamiczne Przemiany termodynamiczne.:: Przemiana adiabatyczna ::. Przemiana adiabatyczna (Proces adiabatyczny) - proces termodynamiczny, podczas którego wyizolowany układ nie nawiązuje wymiany ciepła, lecz całość

Bardziej szczegółowo

3. Przejścia fazowe pomiędzy trzema stanami skupienia materii:

3. 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 szczegółowo

Wykład 4. Anna Ptaszek. 27 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 4. Anna Ptaszek 1 / 31

Wykład 4. Anna Ptaszek. 27 października Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego. Chemia fizyczna - wykład 4. Anna Ptaszek 1 / 31 Wykład 4 Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 27 października 2015 1 / 31 Podstawy kinetyki chemicznej pochodna funkcji i jej interpretacja, pojęcie szybkości i prędkości, stechiometria

Bardziej szczegółowo

1. Kryształy jonowe omówić oddziaływania w kryształach jonowych oraz typy struktur jonowych.

1. Kryształy jonowe omówić oddziaływania w kryształach jonowych oraz typy struktur jonowych. Tematy opisowe 1. Kryształy jonowe omówić oddziaływania w kryształach jonowych oraz typy struktur jonowych. 2. Dlaczego do kadłubów statków, doków, falochronów i filarów mostów przymocowuje się płyty z

Bardziej szczegółowo

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej

Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej Fizykochemiczne podstawy inżynierii procesowej Wykład II Podstawowe definicje cd. Podstawowe idealizacje termodynamiczne I i II Zasada termodynamiki Proste przemiany termodynamiczne PRZYPOMNIENIE Z OSTATNIEGO

Bardziej szczegółowo

a) jeżeli przedstawiona reakcja jest reakcją egzotermiczną, to jej prawidłowy przebieg jest przedstawiony na wykresie za pomocą linii...

a) jeżeli przedstawiona reakcja jest reakcją egzotermiczną, to jej prawidłowy przebieg jest przedstawiony na wykresie za pomocą linii... 1. Spośród podanych reakcji wybierz reakcję egzoenergetyczną: a) Redukcja tlenku miedzi (II) wodorem b) Otrzymywanie tlenu przez rozkład chloranu (V) potasu c) Otrzymywanie wapna palonego w procesie prażenia

Bardziej szczegółowo

Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne

Wykład 3. Entropia i potencjały termodynamiczne Wykład 3 Entropia i potencjały termodynamiczne dr hab. Agata Fronczak, prof. PW Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska 1 stycznia 2017 dr hab. A. Fronczak (Wydział Fizyki PW) Wykład: Elementy fizyki statystycznej

Bardziej szczegółowo

lub ciśnienie. Mogą wykonywać tzw. pracę objętościową - energia wyzwolona w reakcji i przekazana na sposób ciepła powoduje wzrost temperatury, co

lub ciśnienie. Mogą wykonywać tzw. pracę objętościową - energia wyzwolona w reakcji i przekazana na sposób ciepła powoduje wzrost temperatury, co Każda przemiana w przyrodzie związana jest ze zmianą energii. Ta zmiana energii przebiega na różne sposoby, jednak zawsze według zasady, że suma energii układu izolowanego nie ulega zmianie. Jeśli więc

Bardziej szczegółowo

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek

Opracował: dr inż. Tadeusz Lemek Materiały dydaktyczne na zajęcia wyrównawcze z chemii dla studentów pierwszego roku kierunku zamawianego Inżynieria i Gospodarka Wodna w ramach projektu Era inżyniera pewna lokata na przyszłość Opracował:

Bardziej szczegółowo

Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał

Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał ermodynamika Energia wewnętrzna ciał Cząsteczki ciał stałych, cieczy i gazów znajdują się w nieustannym ruchu oddziałując ze sobą. Sumę energii kinetycznej oraz potencjalnej oddziałujących cząsteczek nazywamy

Bardziej szczegółowo

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ

Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ Wprowadzenie Ćwiczenie IX KATALITYCZNY ROZKŁAD WODY UTLENIONEJ opracowanie: Barbara Stypuła Celem ćwiczenia jest poznanie roli katalizatora w procesach chemicznych oraz prostego sposobu wyznaczenia wpływu

Bardziej szczegółowo

Termodynamika (1) Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. poniedziałek, 23 października 2017

Termodynamika (1) Bogdan Walkowiak. Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka. poniedziałek, 23 października 2017 Wykład 1 Termodynamika (1) Bogdan Walkowiak Zakład Biofizyki Instytut Inżynierii Materiałowej Politechnika Łódzka Biofizyka 1 Zaliczenie Aby zaliczyć przedmiot należy: uzyskać pozytywną ocenę z laboratorium

Bardziej szczegółowo

Prawo Hessa. Efekt cieplny reakcji chemicznej lub procesu fizykochemicznego

Prawo Hessa. Efekt cieplny reakcji chemicznej lub procesu fizykochemicznego Tomasz Lubera Prawo Hessa Efekt cieplny reakcji chemicznej lub procesu fizykochemicznego prowadzonego: Izobarycznie Q p = ΔH Izochorycznie Q V = ΔU nie zależy od drogi przemiany a jedynie od stanu początkowego

Bardziej szczegółowo

fermentacja alkoholowa erozja skał lata dni KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.)

fermentacja alkoholowa erozja skał lata dni KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 min Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.) Kinetyka chemiczna lata erozja skał Karkonosze Pielgrzymy (1204 m n.p.m.) fermentacja alkoholowa dni min KI + Pb(NO 3 ) 2 PbI 2 + KNO 3 s ms fs http://www2.warwick.ac.uk/fac/sci/chemistry/research/stavros/stavrosgroup/overview/

Bardziej szczegółowo