To tylko jedna z 20 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Bodźce reakcji chemicznej
O chemii mieszanin ...
Kilka waŜnych pojęć
UKŁAD - wyraźnie oddzielona (granicami) część
otaczającej nas rzeczywistości materialnej;
FAZA - homogeniczna (jednorodna) część układu,
wykazująca określone własności fizyczne i ograniczona
określonymi powierzchniami, nadajemy jej nazwę od stanu
skupienia;
UKŁAD HOMOGENICZNY = układ jednofazowy
UKŁAD HETEROGENICZNY = układ wielofazowy
SKŁADNIK UKŁADU - jedna z substancji
niezbędnych do odtworzenia układu
SKŁADNIKI NIEZALEśNE - najmniejsza liczba
skladników, z których moŜna zbudować cały układ. Oblicza
się ją odejmując od całkowitej liczby składników liczbę
niezaleŜnych reakcji chemicznych
1
Kilka waŜnych pojęć (2)
* ROZTWÓR - układ wieloskładnikowy, jednofazowy
(homogeniczny);
* ROZTWÓR DOSKONAŁY – składniki nie oddziaływują
ze sobą;
* ROZTWÓR RZECZYWISTY – uwgzlędniamy
oddziaływania składników;
* ROZTWORY mogą być stałe, ciekłe i gazowe;
* ROZPUSZCZALNIK (zazwyczaj!) - ta substancja, której
roztwór zawiera najwięcej (która ma najwyŜsze stęŜenie);
* PARAMETRY UKŁADU - wielkości, które go
charakteryzują niezaleŜnie od miejsca pomiaru - T
(temperatura) i p (ciśnienie)
Dlaczego ....
►... pewne reakcje chemiczne zachodzą
samorzutnie ("same z siebie"), a inne nie ?
►... prąd elektryczny płynie pomiędzy biegunami
ogniwa elektrycznego ?
►... Wisła płynie z Krakowa do Gdańska, a nie z
Gdańska do Krakowa ?
2
Dlaczego rzeki płyną do morza ?
Salto Churún Meru na rzece
Churún (Wenezuela), najwyŜszy
wodospad świata (1054 m),
odkryty w 1935 przez lotnika
amerykańskiego J.Angela
Wodospad Niagara widziany z Kanady
Dlaczego ....
►... pewne reakcje chemiczne zachodzą
samorzutnie ("same z siebie"), a inne nie ?
... wygląda na to, Ŝe jedne substancje mają
wyŜszy potencjał chemiczny, a inne niŜszy ...
►... prąd elektryczny płynie pomiędzy biegunami
ogniwa elektrycznego ?
... bo jeden z biegunów ma wyŜszy potencjał
elektryczny, a drugi niŜszy
►... Wisła płynie z Krakowa do Gdańska, a nie z
Gdańska do Krakowa ?
... bo Kraków leŜy wyŜej, a potencjał mechaniczny
w polu grawitacyjnym zaleŜy od wysokości
V=m⋅g⋅h
3
Potencjał chemiczny
o UWAGA ! Nie naleŜy zapominać, Ŝe zawsze
rozpatrujemy jeden potencjał względem drugiego
o Bodźcem reakcji chemicznych jest róŜnica potencjałów
chemicznych pomiędzy:
– substratami reakcji (które mają wyŜszy potencjał)
– produktami reakcji (które mają niŜszy potencjał)
G – potencjał chemiczny
∆ G – róznica potecnjałów chemicznych
Potencjał chemiczny zaleŜy od:
rodzaju substancji chemicznej
i stanu jej skupienia
ilości substancji
temperatury
ciśnienia
Potencjał chemiczny jednego mola
Dla jednego mola i-tej substancji (w mieszaninie):
µi = µi0 (T , p) + RT ln ai
gdzie:
µi - potencjał molowy,
ai - aktywność i-tej substancji,
Aktywność substancji czystej (nie w mieszaninie), która
nie znajduje się w stanie gazowym wynosi 1 (ai = 1)
dla gazów doskonałych:
µi = µi0 (T , p ) + RT ln pi
dla substancji w roztworach rozcieńczonych:
µi = µi0 (T , p ) + RT ln ci
4
(…)
…
1852-1932
Równowagi w roztworach elektrolitów (3)
• Stała dysocjacji nie zaleŜy od stęŜenia !
– Stała dysocjacji zaleŜy od:
∗ rodzaju substancji (w bardzo duŜym stopniu)
∗ temperatury (w duŜym stopniu; rośnie wraz z
temperaturą)
∗ ciśnienia (w niewielkim stopniu)
– Stopień dysocjacji elektrolitu słabego zaleŜy od:
∗ rodzaju substancji (w bardzo duŜym stopniu)
∗ stęŜenia (ze wzrostem stęŜenia maleje)
∗ temperatury (ze wzrostem temperatury rośnie)
• Dla elektrolitów mocnych nie wolno pisać stałej
dysocjacji, gdyŜ dysocjację naleŜy traktować jako
reakcję nieodwracalną (dzielenie przez zero!)
16
Elektrolity mocne (1)
☼Elektrolity mocne są całkowicie zdysocjowane
(niezaleŜnie od ich stęŜenia) - Bjerrum 1918
☼Pomiar stopnia dysocjacji w elektrolitach mocnych
prowadzi zawsze do otrzymania wartości α <1
☼MoŜliwe…
… odwracalnej
a ⋅A + b⋅B← c⋅C + d ⋅D
→
c
d
aC ⋅ a D
=K
a
b
a A ⋅ aB
Prawo działania mas 1864
Cato Guldberg (1836-1902)
Peter Waage (1833-1900)
6
Równowaga chemiczna inaczej
W ogólnym przypadku reakcji odwracalnej:
a ⋅A + b⋅B
v1
v2
c⋅C + d ⋅D
b
v1 = k1 ⋅ a a ⋅ a B
A
c
d
v 2 = k 2 ⋅ aC ⋅ a D
gdzie k1 i k2 - stałe szybkości reakcji, zaleŜne tylko od
rodzaju reakcji, temperatury i ciśnienia całkowitego
(dla reakcji w fazie gazowej)
E
k = k0 ⋅ exp − A
RT
W stanie równowagi ...
v1 = v 2
c
d
b
k2 ⋅ aC ⋅ a D = k1 ⋅ a a ⋅ a B
A
c
d
aC ⋅ a D k1
b =
a a ⋅ a B k2
A
c
d
aC ⋅ a D
b = K
a a ⋅ aB
A
Stała K, zwana stałą równowagi, zaleŜy tylko od
temperatury (i ciśnienia całkowitego dla reakcji w fazie
gazowej). Nie zaleŜy od ilości (aktywności, stęŜeń)
substratów/produktów
7
Stałe równowagi
c
d
aC ⋅ a D
b…
…
+
▫ RóŜnica elektroujemności O - H ~ 1,2;
▫ Wiązania atomowe spolaryzowane – wspólne pary
elektronowe wiązań O-H przesunięte w stronę tlenu i jego
wolnych par;
▫ Moment dipolowy wody µ = 1,85 D (1 D = 3,33·10-30 C·m)
▫ Stała dielektryczna wody ε = 80 (w 20ºC)
Wiązanie wodorowe – ascocjacja
cząsteczek wody
O
O
H
H
+ -
H
O
H
Wiązanie wodorowe
tworzy się w połączeniach
wodoru z pierwiastkami o
wysokiej…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)