Zaloguj się aby ocenić lub skomentować publikację.
PODSTAWY TERMODYNAMIKI CHEMICZNEJ
dla licealistów
Opracował : mgr Jarosław KOT
| | |strona |
|1. |Przedmiot badań termodynamiki chemicznej............................. |..2 |
|2. |Podstawowe pojęcia.................................................................... |..2 |
|3. |Energia wewnętrzna układu........................................................ |..2 |
|4. |Funkcja stanu i cykl termodynamiczny...................................... |..3 |
|5. |I. zasada termodynamiki............................................................. |..4 |
|6. |Entalpia reakcji........................................................................... |..6 |
|7. |Prawa termochemii..................................................................... |..7 |
|8. |Metody obliczania entalpii reakcji ΔHro................................... |..8 |
| |a) zastosowanie praw termochemii – | |
| |cykl termodynamiczny jako kombinacja równań reakcji....... |..8 |
| |b) standardowa entalpia tworzenia substancji............................. |..9 |
| |c) standardowa entalpia spalania substancji............................... |..9 |
| |d) energia wiązań a entalpia reakcji............................................ |.11 |
|9. |Entropia reakcji i II. zasada termodynamiki............................... |.12 |
|10. |Entalpia swobodna reakcji (funkcja Gibbsa, potencjał | |
| |termodynamiczny) jako funkcja optymalizacji........................... |.13 |
|11. |Kryterium samorzutnego przebiegu reakcji................................ |.14 |
|12. |Potencjał termodynamiczny a stała równowagi reakcji.............. |.15 |
|13. |Potencjał termodynamiczny a SEM ogniwa............................... |.16 |
|14. |Zadania rachunkowe – obliczenia termodynamiczne ................ |.17 |
|15. |Test sprawdzający....................................................................... |.19 |
|16. |Zalecana literatura....................................................................... |.22 |
1. Przedmiot badań termodynamiki chemicznej.
Termodynamika chemiczna to dziedzina, która zajmuje się badaniem efektów energetycznych towarzyszących reakcjom chemicznym (w ogólności – przemianom fizykochemicznym) w układach makroskopowych.
Zgodnie z ogólnym prawem przyrody : „Każdy układ dąży do stanu o możliwie najmniejszej energii” oraz (jak się okaże) jednocześnie „o największej entropii”. Oznacza to, że efekt energetyczny w znacznym stopniu określa kierunek przemiany chemicznej. Znając więc przewidywany efekt energetyczny (lub także efekt entropowy) możemy przewidzieć czy reakcja (przemiana fizykochemiczna) pobiegnie w pożądanym kierunku, czy raczej odwrotnie, to jest będzie SAMORZUTNA, czy raczej WYMUSZONA.
Można więc wyjaśnić dlaczego jedne substancje reagują ze sobą, a inne nie; dlaczego jedne reakcje przebiegają a inne nie. Dlaczego jedne substancje są trwałe a inne łatwo się rozpadają; jedne substancje dobrze się rozpuszczają a inne praktycznie wcale.
2. Podstawowe pojęcia.
|układ |ogół substancji biorących udział w reakcji |
|otoczenie |wszystko to, co jest poza układem (także naczynie reakcyjne) |
|układ zamknięty |między układem i otoczeniem możliwa jest tylko wymiana energii, |
| |a nie ma wymiany masy |
|układ otwarty |między układem i otoczeniem możliwa jest zarówno wymiana energii, jak i masy |
|układ izolowany |nie możliwa jest ani wymiana energii, ani masy |
|faza |jednorodna część układu oddzielona od innych granicą fizyczną |
|układ homogeniczny | jednofazowy |
|układ heterogeniczny | wielofazowy |
3. Energia wewnętrzna układu.
Całkowitą energię układu (Ec) można opisać zależnością :
Ec = Ek + Ep + U Ek - energia kinetyczna układu
Ep - energia potencjalna układu
mechanika termodynamika U - energia wewnętrzna układu
Na wartość wewnętrznej energii układu składają się następujące elementy :
U = ∑ ( etrans + erot + eosc + eel + em + ej + ex )
gdzie :
etrans – energia translacji cząstek (ruchu postępowego)
erot – energia rotacji cząstek (ruchu obrotowego)
eosc – energia oscylacji ...
