To tylko jedna z 13 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
2012-04-04 1 TERMODYNAMIKA CHEMICZNA Termodynamika - dział fizyki zajmujący się badaniem energetycznych efektów wszelkich przemian fizycznych i chemicznych, które wpływają na zmiany energii wewnętrznej analizowanych układów. Termodynamika zajmuje się nie tylko przemianami cieplnymi, lecz także efektami energetycznymi reakcji chemicznych, przemian z udziałem jonów, przemianami fazowymi, przemianami energii wewnętrznej w pracę mechaniczną, i inne rodzaje energii np. elektryczną. Termodynamika chemiczna – dział chemii fizycznej, stosujący prawa termodynamiki do badań reakcji chemicznych i procesów fizykochemicznych. Termodynamika chemiczna stanowi teoretyczna podstawę technologii i inżynierii chemicznej Termodynamika klasyczna ( termodynamika fenomenologiczna procesów równowagowych) zajmuje się makroskopowym opisem równowagowych procesów termodynamicznych i układów w stanach równowagi termodynamicznej, dlatego w latach 70' XX w. niektórzy naukowcy postulowali zmianę nazwy na termostatykę. (Przemiany termodynamiczne przybliżane są poprzez założenie, że przebiegają przez ciąg stanów bliskich stanowi równowagi – procesy równowagowe, przemiany/procesy prowadzone kwazistatycznie.) Podstawowe pojęcia termodynamiki Układ termodynamiczny – oddzielony od otocznie układ wzajemnie oddziałujących obiektów makroskopowych (ciał i pól), które mogą wymieniać energię i materię. Przykłady: - gaz w zamkniętej butli gazowej - woda i lód w zlewce Klasyfikacja układów termodynamicznych ze względu na ich oddziaływanie z otoczeniem: * zamknięty i izolowany (zamknięty) – brak możliwości wymiany materii (zamknięty) i energii (izolowany) * zamknięty (półzamknięty) – możliwa wymiana energii, brak możliwości wymiany materii, * otwarty – możliwa wymiana materii i energii Klasyfikacja układów termodynamicznych ze względu na liczbę składników (substancji chemicznych): * jednoskładnikowy (jednorodny chemicznie) – zawiera jedną substancję chemiczną * wieloskładnikowy – zawiera kilka lub wiele substancji chemicznych Klasyfikacja układów termodynamicznych ze względu na liczbę faz: * jednofazowy (jednorodny fizycznie) – zawiera materię w jednej fazie * wielofazowy – zawiera materię w postaci wielu faz (uwaga: może występować kilka faz ciekłych np. woda i benzyna – nie mieszające się ciecze, lub stałych np. ruda żelaza i piasek) Układ otoczenie 2012-04-04 2 Opis stanu układu Parametry stanu Parametry stanu – parametry makroskopowe, wielkości fizyczne opisujące makroskopowy stan układu termodynamicznego takie jak: temperatura T , ciśnienie p
(…)
… międzycząsteczkowych w
stadium przejściowym tzw. kompleks aktywny (stan przejściowy),
nietrwały, często o bardzo krótkim czasie życia i mający energię wyższą od
energii substratów o wartość bariery energetycznej reakcji.
Taki kompleks aktywy można charakteryzować nie tylko energią aktywacji,
ale również wartościami odpowiednich funkcji termodynamicznych, z
których dla szybkości reakcji najważniejsza jest entalpia swobodna ∆Gakt. .
Obecnie stosuje się dokładniejsze równanie opisujące zależność stałej szybkości reakcji od
temperatury za pomocą entalpii swobodnej stanu przejściowego:
Dla jednej cząsteczki
Dla jednego mola
k = A exp(ΔGakt/kBT)
k = A exp(ΔGakt/RT)
gdzie:
∆Gakt. - entalpia swobodna aktywacji reakcji, entalpia swobodna aktywnego stanu przejściowego
reakcji.
Ponieważ entalpia swobodna zależy…
… aktywnych,
czyli takich które mają energię wyższą do bariery energetycznej reakcji i
cząsteczki zderzaj się , do liczby wszystkich zderzeń międzycząsteczkowych
– na tym opiera się wyprowadzenie równania Arrheniusa.
Równanie Arrheniusa określa zależność stałej szybkości reakcji od temperatury w
zależności od energii aktywacji (energii kompleksu kompleksu aktywnego).
W przeliczeniu na jedną cząsteczkę:
k…
… zmian ilości moli (stężeń) reagentów przez odpowiednie współczynniki
stechiometryczne, szybkość reakcji wyznaczana na podstawie zmian dotyczących różnych
reagentów jest taka sama.
Zależność szybkości reakcji od stężeń reagentów
Na ogół szybkość reakcji zależy os stężenie
substratów zgodnie z prostą zależnością
potęgową:
Gdzie:
parametr k - jest stałą szybkości reakcji,
Liczby wykładniki a i b nazywa…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)