Ilyen megoldásokat a tipikus problémák
Példa 1.Vychislenie standard képződési entalpia értékek a képződéshő a reagensek és a reakciótermékek.
Probléma 1. Számítsuk ki a reakcióhőt, ha az értékek a futamok képződésének a reaktánsok és a termékek:
Határozat. Összhangban az eredménye a törvény a Hess
Példa 2.Vychislenie változik a belső energia.
Probléma 1. Határozza meg a változás a belső energiája a párolgás 46,8g benzol 20 ° C hőmérsékleten és a párolgási hőt benzol ezen a hőmérsékleten volt, 30,92 kJ / mól. benzol párok engedelmeskedik az ideális gáztörvény.
Határozat. A változás a belső energia és a hő hatására a folyamat összefüggnek
Összhangban Mengyelejev-Clapeyron egyenlet :. majd
ahol - változás a mólszáma gáz halmazállapotú anyagok az eljárás során keletkező.
Benzol párolgási folyamat
. párolgási hője benzol 30,92kDzh / mol. azaz. A változás a belső energiája párolgása 1 mól benzolt
A móljainak száma benzol
A változás a belső energiája a párolgás benzol 48,6g.
Példa 3.Opredelenie termikus hatása a reakció alapján a hőhatás az egyes eljárási lépések.
Probléma 1. Mivel három egyenletet kémiai reakciók:
Határozza meg a reakcióhőt.
Határozat. Bármilyen komplex kémiai reakció úgy reprezentálható, mint az algebrai összege a külön lépésben. Könnyen belátható, hogy a reakció az eredménye kombinációk a három lépés (1) - (2) + (3). majd
Példa 4.Raschet hőhatás alapján az energia a kémiai kötések. Selejtező kémiai kötési energiák alapján a standard képződési entalpia a többi energia és felszakítási vannak kialakítva a kémiai reakció kötések.
Probléma 1. Számítsuk ki az energia egy kémiai kötés a molekulában HBr, ha az ismert reakcióhőt.
és disszociációs energiák H2 és Br2 molekulák.
Határozat. Tegyük fel, hogy a folyamat útján megy végbe lépésben reagensek disszociációs és képződését HBr molekula. Ez a folyamat leírható egy sor a következő lépéseket:
Összhangban a törvény a Hess
Így a kötési energia HBr.
Példa 5.Opredelenie megfordítása entrópia-alapú struktúra kezdeti és végső állapotok a rendszer.
Probléma 1. Hogyan entrópia az eljárás az olvadó jég?
Határozat. A változás az entrópiában a folyamat jellemzi a mennyiséget
A kristályos állapot jellemző a magas rendezettség miatt kristályrács-szerkezet, amelyben az atomok mereven egymáshoz kapcsolódik, és egy korlátozott számú szabadsági fokkal. Ez a szerkezet a képviselő kisszámú mikroállapot. A folyékony állapotban a molekulák nagyobb mozgásszabadságot egymáshoz képest, ami szignifikánsan magasabb számú kombinációt kölcsönös elrendezése molekulák (mikroállamok). Ezért, ebben az állapotban van nagy értékek S, mint a kristályos állapotban, vagyis, . Ez vezet a pozitív változás entrópia.
Példa 6.Opredelenie mark alapuló eljárást entrópia változása a szerkezet a reagensek és a reakciótermékek.
Probléma 1. Milyen az entrópia egy fenol hidrogénezési eljárás
Határozat. Ahogy az előző példában, a folyamat határozza meg a különbséget entropies végső és kezdeti állapotok
A két struktúra C6 H11 OH és C6 H5 OH előbbi ez több erősen, mint tartalmaz egy nagyobb számú kémiai kötés és számának növelése szerkezeti egységek (atomok). Ezért. Továbbá, a második reagens gáz, amely molekulák egymásnak autonóm és számtalan mikroállapot, azonban. Mindez azt eredményezi, összhangban (1) egy entrópiacsökkenés a folyamat során.
Példa 7.Vyyavlenie lehetőségét, hogy a kémiai reakció a nagysága a Gibbs energia változás.
Probléma 1. melyik irányba fog folyni reaktsiyav standard körülmények között?
Határozat. Gibbs energia változás a reakció jellemzi az egyenlet
Mert. A standard körülmények között, ez a reakció végrehajtható felé kialakulását.
Példa 8.Vychislenie változás a Gibbs energia egy kémiai reakció az értékeket a melegíti kialakulásának és entrópia a reagensek és a reakciótermékek.
Probléma 1. Számítsuk ki a energia változás Gibbsadlya kémiai reakció. Lehetséges, hogy ez a reakció előrehaladását standard körülmények között?
Határozat. Használjuk a feladat értékek futamot kialakulása és entrópia a reagensek és a reakciótermékek:
Gibbs energia változás a kémiai reakció a T hőmérsékleten lehet kiszámítani a következő egyenlet szerint
alapján számított a következményeit a törvény Hess (lásd ur 7-én.):
A változás az entrópiában egyenlet szerint (6) van alábbi egyenlet fejezi ki:
Gibbs energia változás a kémiai reakció egyenlő
A számítási eredmények (), hogy standard körülmények között, a reakció megvalósítható.
1.5. Kémiai kinetika és egyensúly
Kinetikája-szakasz kémiai tudomány tanulmányozása kémiai reakció sebességét és befolyásoló tényezők mértéke reakciókat.
Termodinamika alapján értékeinek G, vagy egyéb szempontok ad választ arra a kérdésre, a fő megvalósíthatóságát egy folyamat. De ő nem tud válaszolni a kérdésre, hogy milyen gyorsan az átmenet lehet végezni a termodinamikailag kedvező irányban. Ha ez az átmenet jellemzi végtelen idő, akkor ez a folyamat hátrányos elvégzésére ilyen körülmények között és meg kell használni tényezők fokozták azt. Például a hidrogén-oxidációs reakció
nélkül bármilyen külső hatástól, nem áramlik standard körülmények között, annak ellenére, hogy termodinamikailag kedvező (). Hozzáadása, hogy egy ilyen katalizátor-rendszer, platina-fekete, így azonnal reagált - expozíció. Ez az eredmény lehet szemlélteti a következő energia diagramja (1. ábra).
1. ábra energia diagramja a reakciót.
Láthatjuk, hogy van egy negatív érték határozza meg a megvalósíthatóságát a folyamatot. Ugyanakkor az energia gát EA. amelynek meg kell legyőzni a reakció meglehetősen magas. Az ilyen barrier nehéz leküzdeni, és hogy expresszálódik egy végtelenül kis reakciósebességet. Amikor ebben az eljárásban alkalmazott, a katalizátor, a reakció kezd átfolyni az új csatorna teljesítmény (szaggatott vonal). Láthatjuk, hogy az akadályok, hogy le kell küzdeni a rendszer, áthalad a csatornán jóval alacsonyabb, saját energia tartalékok elegendőek ahhoz, hogy ezeket a bosszú. Ez tükröződik élesen felgyorsul a reakció.
Egyenlet sebesség irreverzíbilis kémiai reakció
Fejezhető ki az alábbi űrlapot:
k - sebességi állandó, meghatározott nagysága a sebesség egyszeres reagens koncentrációk [A] = 1 mol / l, [B] = 1 mol / l, stb.;
- magántulajdonban releváns reakció reagenseket az A, B, stb meghatározza a mértéke befolyásolja a reagensek a reakció sebességét ;.
Az összeg a saját ... + válasz az úgynevezett általános sorrendje a reakciót.
(1) egyenlet koncentrált formában tartalmazza a különböző tényezők hatását. Ezek a tényezők a következők:
A reaktánsok koncentrációja a gyorsító tényező kémiai reakciók, mert általában a reakció megrendelések pozitív értéket. Fizikailag, ez könnyen érthető: növekvő koncentrációja a reaktánsok növeli a molekulák száma egységnyi térfogatú, és így a valószínűsége ütközések vezető kémiai kölcsönhatás.
A nyomás szolgál faktor folyamatának felgyorsítása, ha a reagens egy gáz. Tehát, ha van dolgunk a reakció a gáznemű reagensek, majd mindegyik alkalmazni gáztörvények.
Az utolsó kifejezés következik, hogy
Mivel definíció szerint, a reaktáns koncentrációja A, és a Dalton-törvény a pA lineárisan függ az összes nyomás. a kifejezés (2) formáját ölti:
ahol: - a móltörtje komponens a gázkeverék. Az érték lehet kiindulni, állandó, majd
Tehát egy a nyomás növekedésével nő a koncentráció a gáznemű reagensek és e tekintetben szolgál a folyamat sebesség tényező.
Ha a reakció rendszer egy gáz - folyadék, a növekedés a reagens gázt parciális nyomása megfelelően Henry-törvény növekedéséhez vezet annak oldhatósága a folyékony reakcióelegy, ahol általában a reakció előrehalad. Így, ebben az esetben, a nyomás olyan faktorként működik, növeli a reaktáns koncentrációja, és ezért a folyamat sebesség tényező.
A hőmérséklet hatása a reakció sebessége miatt annak hatását a sebességi állandó. Az alapvető egyenlet szemlélteti ezt a hatást - az Arrhenius-egyenlet:
A - pre-exponenciális faktor;
EA - aktiválási energia, amelynek értelmében minimális felesleges energiát, ami kell reagáló részecskék képest az átlagos energia reagálni.
A gyorsító hatásának hőmérsékleten fizikailag indokolt a hőmérséklet növelésével növekszik a részecskék aránya, amelynek legkisebb többlet energia EA. biztosítva nekik legyőzni az energia gáton.
Egyéb, kevésbé súlyos kifejezést a hőmérséklet hatása a vegyi reakciók arányát - van't Hoff-egyenletből:
- a reakció sebessége a hőmérséklet a T1 és T2 rendre;
- van't Hoff faktor jelzi, hogy hányszor a reakció sebessége megnő a hőmérséklet növekedésével 10 ° C-on
Az akció a katalizátor tényezőként folyamatának felgyorsítása a fentiekben tárgyaltuk. A jelentését a felgyorsító hatás a katalizátor - csökkenti az energia gát a reakció (EA).
Reakciókban, amelyekben legalább az utolsó felhalmozódása a reakció termékek reagálnak egymás között, hogy kialakítsuk a kiinduló reagensek nevezzük reverzibilis.
Mivel ezeket a reakciókat a rendszer közeledik az egyensúlyi, amelyben az előre és hátra reakciók azonos sebességgel. Ha egy rendszer egyensúlyban nem működik semmilyen külső tényező, ez az állapot változatlan marad a végtelenségig, és az jellemzi, állandó összetételű a reakcióelegy.
A reverzibilis kémiai reakció
egyensúlyi állapot által meghatározott sebességgel forward és reverz reakciók
Az utolsó kifejezés következik, hogy
Mivel egy állandó, akkor a jobb oldali (5) egyenlet is állandó, tükrözve megváltoztathatatlanság összetétele a reakcióelegy egy egyensúlyi állapotban. = Az érték a K egyensúlyi állandó, amely jellemzi az állam a rendszer egyensúlyban.
Standard körülmények között a következő összefüggés áll fenn a reverzibilis reakciót
Ennek alapján ez az arány, és a mintát 1, ki lehet mutatni, hogy a katalizátor felgyorsítja a forward és reverz reakció csak gyorsítja elérésének egyensúlyi befolyásolása nélkül pozícióját. Valóban, mind a katalitikus és nem katalitikus reakció nem változik, és így nem változik, és a K, és ennek megfelelően, az összetétele a rendszer egyensúlyban.
egyensúlyi elmozdulás elve (Le Chatelier-elv) határozza meg, egyensúlyi elmozdulási irányában hatása alatt különböző tényezők:
Ha egy rendszer egyensúlyban van, egy külső fellépés, az egyensúly eltolódik a folyamatban résztvevő, enyhítő ezt a hatást.