FizKém I.

BME Fizikai kémia I. 2025/2026 őszi félév

Mivel foglalkozik a termokémia?

A kémiai reakciókat kísérő energiaváltozásokkal, lényegében a termodinamika első főtételének alkalmazása kémiai reakciókra.

Mikor nevezünk egy reakciót exotermnek (hőtermelőnek)?

Ha energia szabadul fel, tehát a termékek energiája kisebb, mint a kiindulási anyagoké.

Mikor nevezünk egy reakciót endotermnek (hőemésztőnek)?

Ha a reakció energiát igényel, tehát a termékek energiája nagyobb, mint a kiindulási anyagoké.

Hogyan viselkedik egy rendszer adiabatikus körülmények között egy exoterm folyamat során?

Felmelegszik.

Hogyan viselkedik egy rendszer izoterm körülmények között egy exoterm folyamat során?

Hőt ad le a környezetnek.

Hogyan viselkedik egy rendszer adiabatikus körülmények között egy endoterm folyamat során?

Lehűl.

Hogyan viselkedik egy rendszer izoterm körülmények között egy endoterm folyamat során?

Hőt vesz fel a környezetből.

Mi a reakcióhő definíciója?

Az állandó hőmérsleten a reakcióegyenlet által definiált mennyiségű anyag átalakulása során elnyelt vagy felszabadult hőmennyiség.

Mivel egyenlő a reakcióhő állandó térfogaton végbemenő reakció esetén, ha nincs egyéb munka?

A belsőenergia-változással, Δr​U.

Mivel egyenlő a reakcióhő állandó nyomáson végbemenő reakció esetén?

Az entalpiaváltozással, Δr​H, ezért reakcióentalpiának is nevezik.

Ha csak annyit mondunk, 'reakcióhő', milyen körülményekre gondolunk?

Állandó nyomáson vett reakcióhőre (Δr​H).

Mit jelent a standard állapot a termokémiában?

Tiszta komponenseket és p⁰=10⁵ Pa (=1 bar) nyomást jelent; a hőmérséklet nincs rögzítve.

Mi a standard reakcióhő definíciója?

A reakcióegyenlet által definiált mennyiségű anyag átalakulása során elnyelt vagy felszabadult hőmennyiség, miközben p⁰=10⁵ Pa nyomású tiszta reagensekből ugyanilyen nyomású és azonos hőmérsékletű tiszta termékek keletkeznek.

Milyen hőmérsékleten áll rendelkezésre a legtöbb termokémiai adat?

25 °C-on (298,15 K-en).

Mi a neve a reakcióhő mérésére szolgáló eszköznek?

Kaloriméter.

Mi az adiabatikus kaloriméter működésének lényege?

A reakciót hőszigetelt rendszerben hajtják végre, és a ΔT hőmérséklet-emelkedésből számítják ki a reakcióhőt.

Milyen összefüggéssel számítható ki a felszabadult vagy elnyelt hő (q) adiabatikus kaloriméterben?

q= −C×ΔT, ahol C a rendszer hőkapacitása.

Milyen típusú reakciók hőjének meghatározására használják a bombakalorimétert?

Égési reakciók reakcióhőjének (égéshőnek) a meghatározására.

Milyen körülmények között (állandó térfogat vagy nyomás) játszódik le a reakció a bombakaloriméterben?

Állandó térfogaton, tehát közvetlenül a Δr​U belsőenergia-változást méri.

Hogyan számítható át a bombakaloriméterben mért Δr​U értéke Δr​H értékké, ha gázok is részt vesznek a reakcióban?

A Δr​H=Δr​U+Δr​(pV) összefüggéssel, ahol Δr​(pV)=Δr​ng​×RT.

Mi a Δr​ng​ jelentése a Δr​H és Δr​U közötti összefüggésben?

A reakció során a gáz halmazállapotú komponensek sztöchiometriai együtthatóiban bekövetkező változás.

Fogalmazza meg Hess tételét!

A reakcióhő független attól, hogy a reakció milyen közbülső termékeken keresztül megy végbe.

Mi az égéshő (Δc​H) definíciója?

Annak a reakciónak az entalpiaváltozása, amelynek során egy mól anyagot oxigénben elégetünk.

Hogyan számítható ki a reakcióentalpia a reaktánsok és termékek égéshőiből?

A kiindulási anyagok égéshőinek összegéből kivonjuk a termékek égéshőinek összegét:

Δ_r​H=Σν_A*​Δ_cH_A​−Σν_B*​Δ_c​H_B​.

Mi a képződéshő (Δ_f​H) definíciója?

Annak a reakciónak a reakcióhője, amelyben a vegyület elemeinek legstabilabb módosulataiból képződik.

Mennyi az elemek képződéshője bármely hőmérsékleten?

Nulla.

Hogyan számítható ki a reakcióentalpia a reaktánsok és termékek képződéshőiből?

A termékek képződéshőinek összegéből kivonjuk a reaktánsok képződéshőinek összegét: Δ_r​H=Σν_B*_​Δ_f​H_B​−Σν_A​*Δ_f​H_A​.

Mi a nemzetközi megállapodás az elemek standard moláris entalpiájára vonatkozóan 298,15 K-en?

298,15 K-en és p⁰=10⁵ Pa nyomáson az elemek stabilis módosulatának az entalpiáját nullának vesszük.

Mivel azonosítjuk a vegyületek standard moláris entalpiáját 298,15 K-en?

A standard képződéshőjükkel: H⁰_m​ (298)=Δ_f​H⁰ (298).

Mi jellemzi a szabadenergiát (A) állandó hőmérsékletű és térfogatú zárt rendszerben, ha nincs munkavégzés?

Spontán folyamatban csökken, és egyensúlyban minimuma van (ΔA_T,V​ ≤ 0).

Mi a szabadenergia (Helmholtz-függvény) definíciós egyenlete?

A = U - TS.

Mi a szabadentalpiát (G) jellemzi állandó hőmérsékletű és nyomású zárt rendszerben, ha nincs egyéb munka?

Spontán folyamatban csökken, és egyensúlyban minimuma van (ΔG_T,p ​≤ 0).

Mi a szabadentalpia (Gibbs-függvény) definíciós egyenlete?

G = H - TS.

Mivel egyenlő a szabadentalpia változása (ΔG) izoterm, izobár reverzibilis folyamatban, ha van nemtérfogati munka?

Az egyéb (nemtérfogati) munkával (W_egyéb).

Milyen összefüggés van egy galváncellában lejátszódó reakció szabadentalpia-változása (ΔG) és az elektromotoros erő (E) között?

Δ_r​G= −zFE, ahol z a töltésszám, F a Faraday-állandó.

Mivel egyezik meg tiszta anyagok esetében a kémiai potenciál (μ)?

A moláris szabadentalpiával (G_m).

Mit ad meg egy fázisdiagramon a szublimációs görbe?

A szilárd és a gázfázis közötti fázishatárt, ahol a két fázis egyensúlyban van.

Mit ad meg egy fázisdiagramon az olvadásgörbe?

A szilárd és a folyadékfázis közötti fázishatárt.

Mit ad meg egy fázisdiagramon a tenziógörbe?

A folyadék és a gázfázis közötti fázishatárt.

Mi a hármaspont egy egykomponensű rendszer fázisdiagramján?

Az a pont, ahol az anyag mindhárom fázisa (szilárd, folyadék, gáz) egyensúlyban van egymással.

Mi a kritikus pont egy egykomponensű rendszer fázisdiagramján?

Az a pont, amelynél magasabb hőmérsékleten az anyag már nem cseppfolyósítható, és a folyadék-gáz fázishatár eltűnik.

Mi a termodinamikai feltétele két fázis ('a' és 'b') egyensúlyának tiszta anyag esetén?

A két fázisban a moláris szabadentalpiák (kémiai potenciálok) megegyeznek: G^a_m = G^b_m.

Milyen összefüggést ír le a Clapeyron-egyenlet?

Leírja a fázisátalakulási görbék meredekségét (dp/dT) a p-T fázisdiagramon:

dp/dtT=​​ΔH_m/TΔV_m.

A Clapeyron-egyenlet egy egyszerűsített formája a gőz-folyadék egyensúlyra a _.

Clausius-Clapeyron-egyenlet

Milyen két közelítést alkalmazunk a Clapeyron-egyenletből a Clausius-Clapeyron-egyenlet levezetésekor?

1. A folyadék moláris térfogatát elhanyagoljuk a gázéhoz képest.

2. A gőzt tökéletes gáznak tekintjük.

Mi a Clausius-Clapeyron-egyenlet integrált formája, amely két (p, T) pontot köt össze?

ln(p2/​p1)​​=λ/R​(1/T1​​−1/T2​​), ahol λ a párolgáshő.

Mi a kémiai potenciál (μi) definíciója egy elegyben?

A rendszer szabadentalpiájának parciális deriváltja az i-edik komponens anyagmennyisége szerint, állandó T, p és a többi komponens anyagmennyisége mellett: μi​=(∂G/∂ni​​)_T,p,nj≠i​​.

Hogyan fogalmazható meg a kémiai potenciál szerepe az anyagáramlásban?

Minden komponens abból a fázisból áramlik, ahol a kémiai potenciálja nagyobb, abba a fázisba, ahol kisebb.

Mi a fázisegyensúly feltétele egy többkomponensű, többfázisú rendszerben?

Egyensúlyban bármely komponens kémiai potenciálja az összes egymással érintkező fázisban azonos.

Adja meg a Gibbs-féle fázisszabályt!

SZ = K - F + 2, ahol SZ a szabadsági fokok száma, K a komponensek száma, F a fázisok száma.

Mennyi a szabadsági fokok száma egy egykomponensű rendszer hármaspontján?

Nulla (SZ = 1 - 3 + 2 = 0).

Mi az ideális folyadékelegy definíciója a molekuláris kölcsönhatások szempontjából?

Olyan elegy, amelyben az A-A, B-B és A-B típusú molekulák között egyforma kohéziós erők lépnek fel.

Mennyi az elegyedési entalpia (Δe​H) és az elegyedési térfogat (Δe​V) ideális elegyek esetén?

Mindkettő nulla (Δe​H=0, Δe​V=0).

Fogalmazza meg Raoult törvényét ideális folyadékelegyekre!

deális elegyben egy komponens parciális gőznyomása (pi​) a gőztérben egyenesen arányos a folyadékfázisbeli móltörtjével (xi​): pi​=xi​⋅pi^∗​.

Mi a likviduszgörbe egy kétkomponensű folyadékelegy fázisdiagramján?

Az a görbe, amely a folyadékfázis összetételét mutatja az egyensúlyi hőmérséklet vagy nyomás függvényében.

Mi a vaporgörbe egy kétkomponensű folyadékelegy fázisdiagramján?

Az a görbe, amely a gőzfázis összetételét mutatja az egyensúlyi hőmérséklet vagy nyomás függvényében.

Ideális folyadékelegyben a gőzfázis mindig gazdagabb az _ komponensben.

illékonyabb

Mire használható az emelőszabály (mérlegszabály) a fázisdiagramokon?

A kétfázisú tartományban az egyensúlyban lévő fázisok viszonylagos mennyiségének meghatározására.

Mi jellemzi a negatív eltérést Raoult törvényétől?

A parciális gőznyomások kisebbek, mint ideális esetben, az elegyedés exoterm (Δe​H<0), és térfogatkontrakció lép fel (Δe​V<0).

Mi jellemzi a pozitív eltérést Raoult törvényétől?

A parciális gőznyomások nagyobbak, mint ideális esetben, az elegyedés endoterm (Δe​H>0), és dilatáció lép fel (Δe​V>0).

Hogyan módosul Raoult törvénye reális elegyekre az aktivitás (a_i) fogalmának bevezetésével?

p_i​=a_i​⋅p_i^∗​, ahol az aktivitás helyettesíti a móltörtet.

Hogyan függ a kémiai potenciál a móltörttől ideális elegyben?

μ_i​=μ_i^∗​+R*T*ln(x_i​), ahol μ_i^∗​ a tiszta komponens kémiai potenciálja.

Hogyan függ a kémiai potenciál az aktivitástól reális elegyben?

μ_i​=μ_i^∗​+R*T*ln(a_i)​.

Milyen előjelű az elegyedési entrópia (Δe​Sm​) és az elegyedési szabadentalpia (Δe​Gm​) ideális elegyek képződésekor?

Az elegyedési entrópia mindig pozitív, az elegyedési szabadentalpia mindig negatív.

Mi az azeotróp elegy?

Olyan meghatározott összetételű folyadékelegy, amelynek forráspontja állandó, és a gőz összetétele megegyezik a folyadék összetételével.

Milyen forráspontja van egy pozitív eltérésű azeotrópnak?

Minimális forráspontja van (forráspont-minimum).

Milyen forráspontja van egy negatív eltérésű azeotrópnak?

Maximális forráspontja van (forráspont-maximum).

Mit mond ki Konovalov II. törvénye?

Annak a komponensnek a móltörtje, amelynek növekvő mennyisége az össztenziót növeli, nagyobb a gőzben, mint a folyadékban.

Mi az eutektikus pont egy szilárd-folyadék fázisdiagramon?

Az a pont, ahol a folyadék két szilárd fázissal van egyensúlyban, és ez a legalacsonyabb olvadáspontú elegy.

Melyek a kolligatív sajátságok?

A tenziócsökkenés, forrpontemelkedés, fagyáspontcsökkenés és az ozmózisnyomás, melyek elsősorban az oldott részecskék számától függnek.

Mivel egyenlő a relatív tenziócsökkenés híg, ideális oldatban?

Az oldott, nem illékony anyag móltörtjével: (p₁* - p₁)/p₁* = x₂.

A nem illékony anyagok híg oldatainak forráspontja _ az oldószer forráspontjához képest.

magasabb (forráspontemelkedés)

Hogyan függ a forráspontemelkedés (ΔT_f​) az oldat molalitásától (m₂​)?

ΔT_f​=K_f​⋅m_2​, ahol K_f​ az ebullioszkópos állandó.

A nem illékony anyagok híg oldatainak fagyáspontja _ az oldószer fagyáspontjához képest.

alacsonyabb (fagyáspontcsökkenés)

Hogyan függ a fagyáspontcsökkenés (ΔT0​) az oldat molalitásától (m2​)?

ΔT_0​=K₀​⋅m₂​, ahol K₀​ a krioszkópos állandó.

Mi az ozmózis jelensége?

Oldószermolekulák áramlása egy féligáteresztő hártyán keresztül a hígabb oldat felől a töményebb felé.

Mi a van't Hoff-egyenlet az ozmózisnyomásra (π) híg oldatokban?

π=c₂​RT, ahol c₂​ az oldott anyag koncentrációja.

Fogalmazza meg Henry törvényét!

Híg oldatokban az oldott komponens parciális gőznyomása (p_2​) arányos az oldatbeli móltörtjével: p_2​=k_H​⋅x₂​.

Hogyan változik a gázok oldhatósága folyadékokban a hőmérséklet növelésével?

Általában csökken, mivel a gázok oldódása többnyire exoterm folyamat.

Mi a termodinamikai feltétele két folyadékfázis szétválásának (szételegyedés)?

A moláris elegyedési szabadentalpia-összetétel görbének van olyan szakasza, ahol a második derivált negatív.

Mi a parciális moláris mennyiség definíciója?

Egy extenzív mennyiség megváltozása, ha az adott komponensből 1 mólt adunk az elegy végtelen mennyiségéhez állandó nyomáson és hőmérsékleten.

Mi a Gibbs-Duhem egyenlet lényege?

Kimondja, hogy egy többkomponensű rendszerben a komponensek kémiai potenciáljainak (vagy más parciális moláris mennyiségeinek) változásai nem függetlenek egymástól.

Hogyan számítható ki egy elegy szabadentalpiája a komponensek kémiai potenciáljaiból?

Az elegy szabadentalpiája a komponensek kémiai potenciáljainak és anyagmennyiségeinek szorzatösszege: G=Σn_i*​μ_i​.

Milyen folyamatot ír le a ΔH=0 egyenlet fojtásos kiterjedés során?

Stacionárius, adiabatikus fojtásos kiterjedés során az áthaladó gáz entalpiája nem változik.

A Gibbs-Helmholtz egyenlet a _ hányados hőmérséklet szerinti deriváltját kapcsolja össze az entalpiával.

G/T