Prawo Hessa. Efekt cieplny reakcji chemicznej lub procesu fizykochemicznego

Podobne dokumenty
Podstawowe pojęcia 1

Termochemia efekty energetyczne reakcji

Zadanie 1. Zadanie: Odpowiedź: ΔU = 2, J

Termochemia elementy termodynamiki

Zadanie 1. Zadanie: Odpowiedź: ΔU = 2, J

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

WYKŁAD 3 TERMOCHEMIA

Kontakt,informacja i konsultacje

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

TERMODYNAMIKA I TERMOCHEMIA

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

1. PIERWSZA I DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI TERMOCHEMIA

ZADANIA Z CHEMII Efekty energetyczne reakcji chemicznej - prawo Hessa

Terminy. Omówienie kolokwium I. Poprawa kolokwium I. Poprawa kolokwium II g. 15, s g. 15, s g. 15, s.

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

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

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

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

Fizyka Termodynamika Chemia reakcje chemiczne

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

DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI

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

TERMOCHEMIA SPALANIA

TERMOCHEMIA SPALANIA

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

Prowadzący. telefon PK: Pokój 210A (Katedra Biotechnologii i Chemii Fizycznej C-5)

Podstawy termodynamiki

Wykład 4: Termochemia

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Wykład 10 Równowaga chemiczna

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

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

Wykład 4: Termochemia

Entropia - obliczanie. Podsumowanie

Chemia fizyczna/ termodynamika, 2015/16, zadania do kol. 2, zadanie nr 1 1

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

Ćwiczenie III. Oznaczanie wartości kalorycznej produktów spożywczych metodą spalania w bombie kalorymetrycznej

Elementy termodynamiki chemicznej. Entalpia:

Ciepła tworzenia i spalania (3)

Jak mierzyć i jak liczyć efekty cieplne reakcji?

Elektrochemia elektroliza. Wykład z Chemii Fizycznej str. 4.3 / 1

Kinetyka reakcji chemicznych. Dr Mariola Samsonowicz

Inżynieria procesów przetwórstwa węgla, zima 15/16

Warunki izochoryczno-izotermiczne

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2016/17)

Kryteria samorzutności procesów fizyko-chemicznych

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie OLIMPIADA O DIAMENTOWY INDEKS AGH 2017/18 CHEMIA - ETAP I

PODSTAWY OBLICZEŃ CHEMICZNYCH DLA MECHANIKÓW

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

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

Odwracalność przemiany chemicznej

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

c. Oblicz wydajność reakcji rozkładu 200 g nitrogliceryny, jeśli otrzymano w niej 6,55 g tlenu.

a. Dobierz współczynniki w powyższym schemacie tak, aby stał się równaniem reakcji chemicznej.

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

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

KALORYMETRYCZNE WYZNACZANIE ENTALPII SPALANIA

Zasady termodynamiki

Właściwości koligatywne

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

PODSTAWY TERMODYNAMIKI

Podstawy termodynamiki.

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

ENTALPIA ZOBOJĘTNIANIA

Wykład z Chemii Ogólnej i Nieorganicznej

I piętro p. 131 A, 138

Termodynamika 25/10/2017. Definicje. Układ i otoczenie

GAZ DOSKONAŁY. Brak oddziaływań między cząsteczkami z wyjątkiem zderzeń idealnie sprężystych.

Wykład 6. Klasyfikacja przemian fazowych

Równowagi fazowe. Zakład Chemii Medycznej Pomorski Uniwersytet Medyczny

Karta modułu/przedmiotu

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

Temodynamika Roztwór N 2 i Ar (gazów doskonałych) ma wykładnik adiabaty κ = 1.5. Określić molowe udziały składników. 1.7

To jest. Ocena bardzo dobra [ ] energetycznych. s p d f. Ocena dobra [ ] izotopowym. atomowych Z. ,, d oraz f.

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

Podstawowe pojęcia Masa atomowa (cząsteczkowa) - to stosunek masy atomu danego pierwiastka chemicznego (cząsteczki związku chemicznego) do masy 1/12

Elementy termodynamiki chemicznej. Entalpia:

Inżynieria Biomedyczna Wykład V

dr Dariusz Wyrzykowski ćwiczenia rachunkowe semestr I

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

TECHNOLOGIA CHEMICZNA BILANS MATERIAŁOWY I CIEPLNY PROCESU TECHNOLOGICZNEGO. dr inż. Anna Zielińska-Jurek Pok. 026 Ch.A.

CIEPŁO (Q) jedna z form przekazu energii między układami termodynamicznymi. Proces przekazu energii za pośrednictwem oddziaływania termicznego

WNIOSEK REKRUTACYJNY NA ZAJĘCIA KÓŁKO OLIMPIJSKIE Z CHEMII - poziom PG

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

Efekty energetyczne reakcji chemicznych

Pojęcia podstawowe 1

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

VII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2014/2015

Inżynieria Biomedyczna. Wykład IV i V

WYKŁAD 2 Termodynamika.2

TEST PRZYROSTU KOMPETENCJI Z CHEMII DLA KLAS II

ZESTAW ZADAŃ Z CHEMII

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

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2016/2017 eliminacje rejonowe

WYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH SYMBOLI

WYZNACZANIE ZMIAN ENTROPII

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

UZUPEŁNIENIA DO WYKŁADÓW A-C

PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA CHEMICZNE

Transkrypt:

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 i końcowego układu. 1 ΔH a /ΔU a 2 ΔH b /ΔU b 3 4 ΔH c /ΔU c ΔH d /ΔU d ΔH a = ΔH b + ΔH c + ΔH d / ΔU a = ΔU b + ΔU c + ΔU d Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 2

Standardowe ciepło tworzenia Standardowe ciepło tworzenia substancji efekt cieplny tworzenia 1 mol substancji w warunkach standardowych z pierwiastków będących w postaci trwałej. Standardowa entalpia tworzenia trwałych odmian pierwiastków wynosi 0 J: H tw, 298, C(grafit) = H tw, 298, O2(g) = 0 J Z prawa Hessa: H 298,reakcji = H 298,tworzenia produktów H 298,tworzenia substratów Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 3

Standardowe ciepło spalania Standardowe ciepło spalania substancji efekt cieplny całkowitego spalania 1 mol substancji w tlenie pod ciśnieniem 1,013 10 5 Pa. Standardowa entalpia spalania substancji niemogących ulec dalszemu spaleniu wynosi 0 J: H sp, 298, H2 O= H sp, 298, SO3 = 0 J Z prawa Hessa: H 298, reakcji = H 298, spalania substratów H 298, spalania produktów Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 4

Prawo Kirchhoffa Prawo Kirchhoffa pozwala obliczyć ciepło reakcji w dowolnej temperaturze przy znanym cieple reakcji w temperaturze T p i znanych zależnościach ciepeł molowych wszystkich reagentów od temperatury: ΔU Tk = ΔU Tp + T p ΔnC V dt ΔnC V = n i C Vi,produktów n i C Vi,substratów ΔH Tk = ΔH Tp + T p ΔnC p dt ΔnC p = n i C pi,produktów n i C pi,substratów Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 5

Prawo Kirchhoffa - przemiany fazowe Jeżeli w przedziale temperatur T p któryś z reagentów ulega przemiany fazowe (pf) należy rozbić całkowanie na etapy: do przemiany fazowej i od przemiany fazowej oraz dodać ciepło przemiany. T p T pf reagenta j ΔH Tk = ΔH Tp + T pf ΔnC p dt + n j ΔH pf,j + ΔnC p dt T p T pf Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 6

Prawo Kirchhoffa przemiany fazowe aa (α1 ) + bb (β1 ) = cc (γ1 ) ΔH Tp T p T pf1 T pf1 T pf1 - T pf2 T pf2 T pf2 - A C p(aα 1 ) --- C p(aα 1 ) --- C p(aα 1 ) B C p(bβ 1 ) H pf(bβ 1/β2 ) C p(bβ 2 ) --- C p(bβ 2 ) C C p(cγ 1 ) --- C p(cγ 1 ) H pf(cγ 1/γ2 ) C p(cγ 2 ) T pf1 ΔH Tk = ΔH Tp + ac bc p Aα 1 p B + cc β p C 1 γ 1 T p T pf2 dt + bδh pf B + ac bc p Aα β1 β 2 1 p B + cc β p C 2 γ 1 T pf1 + cδh pf C + ac bc p Aα γ1 γ 2 1 p B + cc β p C 2 γ 2 T pf2 dt dt Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 7

Prawo Kirchhoffa przemiany fazowe aa (α1 ) + bb (β1 ) = cc (γ1 ) ΔH Tp T p T pf1 T pf1 T pf1 - T pf2 T pf2 T pf2 - A C p(aα 1 ) --- C p(aα 1 ) --- C p(aα 1 ) B C p(bβ 1 ) H pf(bβ 1/β2 ) C p(bβ 2 ) --- C p(bβ 2 ) C C p(cγ 1 ) --- C p(cγ 1 ) H pf(cγ 1/γ2 ) C p(cγ 2 ) ΔH Tk = ΔH Tp + a C dt p Aα 1 T p T pf1 + b C dt p Bβ + ΔH pf 1 B + C dt p Bβ T β1 β p 2 2 T pf1 T pf2 + c C dt p Cγ + ΔH 1 pf C + C dt p Cγ T γ1 γ p 2 2 T pf2 Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 8

Przykład 1 Oblicz entalpię tworzenia gazowego trójtlenku siarki w temperaturze 600 K rozważając następujące przemiany: a) PbO (s) + S (romb) + 3/2O 2(g) PbSO 4(s) H 298 =? J b) PbO (s) + H 2 SO 4 5H 2 O (c) PbSO 4(s) + 6H 2 O (c) H 298 = 97552,4 J c) SO 3(g) + 6H 2 O (c) H 2 SO 4 5H 2 O (c) H 298 = 172077,5 J wiedząc że standardowe ciepła tworzenia PbO (s) i PbSO 4(s) wynoszą odpowiednio -218058 J mol -1 i -910973 J mol -1 oraz mając do dyspozycji tablice fizykochemiczne. Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 9

Przykład 1 - Tablice Izobaryczne molowe pojemności cieplne niektórych pierwiastków i związków chemicznych C p = a + bt + ct 2 + dt 2 J mol 1 K 1 Substancja a b ( 10-3 ) c ( 10-6 ) d ( 10 5 ) Zakres temperatur, K O 2(g) 25,76 12,997-3,867 298-3000 S romb(s) 15,00 26,146 273-368,5 S jedn(s) 14,916 29,12 368,5-392,2 S (c) 22,626 20,95 T t -717,9 SO 2(g) 47,766 5,995-8,568 298-2000 SO 3(g) 25,47 95,633-40,601 298-2100 Ciepła przemian fazowych Substancja T przemiany K Ciepło przemiany fazowej J mol -1 T topnienia K Ciepło topnienia J mol -1 S romb(s) S jedn(s) 368,5 2069,8 392,2 1717,9 Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 10

Przykład 1 - Analiza (a) PbO (s) + S (romb) + 3/2O 2(g) PbSO 4(s) + H 298,a (b) PbO (s) + H 2 SO 4 5H 2 O (c) PbSO 4(s) + 6H 2 O (c) + H 298,b (c) SO 3(g) + 6H 2 O (c) H 2 SO 4 5H 2 O (c) + H 298,c (a) PbO (s) + S (romb) + 3/2O 2(g) PbSO 4(s) + H 298,a (-b) PbSO 4(s) + 6H 2 O (c) + H 298,b PbO (s) + H 2 SO 4 5H 2 O (c) (-c) H 2 SO 4 5H 2 O (c) + H 298,c SO 3(g) + 6H 2 O (c) (d) S (romb) + 3/2O 2(g) + H 298,b + H 298,c SO 3(g) + H 298,a H 298,d = H 298,a H 298,b H 298,c Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Termochemia 11