VELIČINY - CHEMICKÁ TERMODYNAMIKA

SOUSTAVA (systém)

část prostoru s jeho hmotnou náplní oddělená od okolí skutečnými nebo smyšlenými hranicemi

typy soustav podle propustnosti hranic vůči energii a hmotě

OTEVŘENÁ – s okolím si vyměňuje částice i energii

UZAVŘENÁ – s okolím si vyměňuje pouze energii, nikoli částice

IZOLOVANÁ – s okolím si nevyměňuje částice ani energii

STAVOVÉ VELIČINY

popisují stav soustavy v daném okamžiku

závisí pouze na počátečním a koncovém stavu soustavy

dělíme je na:

extenzivní – lze je sčítat, závisí na velikosti soustavy, např.: m, V, n

intenzivní – nelze je sčítat, nezávisí na velikosti soustavy, např.: p, t,

TERMODYNAMICKÉ DĚJE PŘI KONST. STAV. VELIČINĚ:

izobarický

izobarický – konst. tlak

izotermický – konst. teplota

TERMOCHEMIE

zabývá se studiem tepelného zabarvení (změny tepla) chem. reakcí

(REAKČNÍ TEPLO, ENTALPIE, ENTALPIE)

REAKČNÍ TEPLO

= množství tepla, které soustava během reakce vymění s okolím

ENTALPIE

= rozdíl reakčního tepla reaktantů a produktů za stand. podmínek (kJ/mol)

extenzivní stav. vel., vyjadřuje množství tepelné energie v látce, nelze změřit, lze však vyčíslit její změnu v průběhu reakce, změna entalpie je rozdíl mezi entalpií reaktantů a produktů

reakce:

EXERGONICKÁ (exotermická) – energie (teplo) se uvolňuje do okolí

 (E reaktantů > E produktů)

ENDERGONICKÁ (endotermická) – energie (teplo) se spotřebovává

(E reaktantů < E produktů)

TERMOCHEMICKÉ ZÁKONY:

1. Termochemický zákon (Lavoiser-Laplaceův)

reakční teplo reakce přímé a zpětné je stejné až na znaménko

2. Termochemický zákon (Hessův)

výsledné reakční teplo chemické reakce nezávisí na způsobu jejího průběhu, ale pouze na počátečním a konečném stavu

celkové reakční teplo vícestupňových reakcí je dáno součtem reakčních tepel všech dílčích reakcí

STANDARTNÍ SLUČOVACÍ TEPLO

ΔHslučovací0  = [kJ * mol^-1 ]

›          reakční teplo reakce, při které za standartních podmínek vznikne 1 mol sloučeniny

›          standartní slučovací tepla prvků jsou nulová

STANDARTNÍ SPALNÉ TEPLO:

ΔHspalné0  = [ [kJ * mol^-1 ]

reakční teplo reakce, při kterém je 1 mol látky spálen v nadbytku kyslíku za standartních podmínek

standartní spalná teplo konečných produktů (CO₂, H₂O) jsou nulová

CHEMICKÁ (REAKČNÍ) KINETIKA

studuje průběh chem. reakcí – rychlost, faktory ovlivňující rychlost

CHEM. REAKCE = srážky molekul reaktantů, po nichž následuje zánik některých vazeb a vytvoření vazeb nových

srážky molekul – 2 teorie:

TEORIE AKTIVOVANÝCH SRÁŽEK (SRÁŽKOVÁ TEORIE):

reakce podmíněna vzájemnou srážkou reaktantů a produktů

srážka musí být efektivní (molekuly musí být při srážce vhodně prostorově orientované a musí mít dostatečnou kinetickou energii)

AKTIVAČNÍ ENERGIE = energie, kterou musí molekuly reaktantů překonat, aby z nich mohly vzniknout produkty

TEORIE AKTIVOVANÉHO KOMPLEXU:

dojde ke vzniknu aktivovaného komplexu původní vazby jsou oslabeny – energie se spotřebovává současně se nové vazby tvoří – energie se uvolňuje energie částic v průběhu se mění celková aktivační energie je nižší než u srážkové teorie

REAKČNÍ RYCHLOST:

rychlost, kterou se spotřebovávají (ubývají) výchozí látky nebo kterou se tvoří produkty

= množství přeměněné energie za čas

jednotka: mol/s

pro rovnici aA + bB —> cC + dD

 = změna koncentrace látky, a = stechiometrický koeficient

rychlost reakce přímé:

rychlost reakce zpětné: