5. Termochémia a chemická rovnováha Flashcards
Termochémia
disciplína chémie, ktorá skúma tepelné javy pri chemických reakciách
(1.) Exotermické reakcie -
čo sú?
uvoľňuje sa teplo
(2.) Exotermické reakcie - energia E(p) < / = / > E(r)?
E (produkty) < E (reaktanty)
o hodnotu uvoľnenej energie
(3.) Exotermické reakcie -
čo je stabilnejšie
produkty majú pevnejšie väzby, sú stabilnejšie
energeticky menej náročné, preto stabilnejšie väzby
(4.) Exotermické reakcie -
príklady
horenie, dýchanie (oxidácia)
(1.) Endotermické reakcie -
čo sú?
teplo sa spotrebúva
(2.) Endotermické reakcie - energia E(p) < / = / > E(r)
E (produkty) > E (reaktanty)
o hodnotu uvoľnenej energie
(3.) Endotermické reakcie -
čo je stabilnejšie
produkty majú slabšie väzby ako reaktanty, sú menej stabilné
(4.) Endotermické reakcie -
príklady
výroba páleného vápna, fotosyntéza
Reakčné teplo Q (𝚫H)
množstvo uvoľneného alebo spotrebovaného tepla pri chemickej reakcii (závisí od látkového množstva n reaktantov)
reakčné teplo: čím väčšie látkové množstvo reaktantov zreaguje….
…množstvo tepla väčšie
reakčné teplo Q prebieha pri štandardných podmienkach
t =25C
p = 101,325kPa
Reakčné teplo Q určuje sa ako rozdiel…
Q = 𝚫H = H(P) - H(R)
entalpie produktov a entalpie reaktantov
čo je entalpia
tepelný obsah látky
entalpiu označujeme ako
H
jednotka entalpie
kJ/mol
Exotermické reakcie - zmena entalpie
𝚫H < 0
pri exotermických reakciách je entalpia produktov menšia ako entalpia reaktantov
Endotermické reakcie - zmena entalpie
𝚫H > 0
pri exotermických reakciách je entalpia produktov väčšia ako entalpia reaktantov
Termochemické rovnice
uvádza sa hodnota reakčného tepla Q a pri reaktantoch aj produktoch aj ich skupenský stav
Termochemické rovnice - skupenský stav
s - tuhá látka
l - kvapalná látka
g - plynná látka
aq - vodný roztok látky
ZÁPIS
Termochemické rovnice - exotermické
(2 spôsoby)
1) C(s) + O₂(g) → CO₂(g)
ΔH = -393 kJ/mol
2) C(s) + O₂(g) → CO₂(g) + 393 kJ
ZÁPIS
Termochemické rovnice - endotermické
(2 spôsoby)
1) CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) ΔH= 178 kJ/mol
2) CaCO3(s) + 178 kJ → CaO(s) + CO2(g)
- termochemický zákon
hodnota reakčného tepla priamej a spätnej reakcie je rovnaká, líši sa len znamienkom
(1780 - A.L. Lavoisier, P.S. Laplace)
- termochemický zákon / Hessov zákon
reakčné teplo určitej reakcie sa rovná súčtu reakčných tepiel jej čiastkkvých reakcií
(1840 - G.H. Hess)
Tepelné javy pri rozpúšťaní tuhých látok
1.
pro rozpúšťaní tuhých látok vo vode sa musí najskôr rozrušiť ich kryštálová štruktúra
Tepelné javy pri rozpúšťaní tuhých látok
2.
na rozrušenie sa spotrebuje teplo
Tepelné javy pri rozpúšťaní tuhých látok
3.
na častice rozpúšťanej látky sa viažu molekuly vody
Tepelné javy pri rozpúšťaní tuhých látok
4.
pri tomto deji sa teplo uvoľňuje
Tepelné javy pri rozpúšťaní tuhých látok
5.
výsledný tepelný efekt sa rovná súčtu tepelných efektov čiastkových dejov
Tepelné javy pri rozpúšťaní tuhých látok
6.
rozklad H2O2, riedenie kyselín, rozpúšťanie niektorých solí
exotermický dej
ak sa pri hydratácii iónov uvoľní viac tepla (ako sa spotrebuje) na rozrušenie kryštálovej štruktúry
endotermický dej
ak sa pri hydratácii iónov uvoľní menej tepla na rozrušenie kryštálovej štruktúry
Chemická rovnováha
v uzavretom systéme sa medzi reaktantami a produktami ustáli chemická rovnováha
chemická rovnováha je charakterizovaná
1) rovnakou rýchlosťou priamej a spätnej reakcie
2) stálou koncentráciou reaktantov a produktov
rovnovážna koncentrácia
koncentrácia látok v stave chemickej rovnováhy charakterizované
1) rovnakou rýchlosťou priamej a spätnej reakcie
2) stálou koncentráciou reaktantov a produktov
konštanta
[A]
chemická rovnováha má…
dynamický charakter
Rovnovážna konštanta
jej hodnota závisí od teploty, pri ktorej reakcia prebieha
veľká hodnota K
znamená, že sa reaktanty premenili vo veľkej miere na produkty
(rovnováha je posunutá na stranu produktov)
malá hodnota K
znamená, že sa reaktanty premenili iba v malej miere na produkty
(rovnováha je posunutá na stranu reaktantov)
Posúvanie chemickej rovnováhy
je založená na princípe pohyblivej rovnováhy
princíp pohyblivej rovnováhy
smer, v ktorom sa posunie rovnováha vonkajším vplyvom (=určuje princíp akcie a reakcie)
porušenie rovnováhy (1.)
vonkajším vplyvom (akcia) = vyvolá dej (reakcia)
porušenie rovnováhy akciou a jej reakciou…
…smeruje k zrušeniu účinku tohto vplyvu
kto to objavil a opísal?
1884 - H. Le Chatelier
1886 - K.F. Braun
Vplyv zmeny koncentrácie na ch. r.
zväčšením koncentrácie reaktantov sa rovnováha posúva smerom k produktom reakcie
pridanie reaktantu
zvýšenie koncentrácie produktov
odoberanie produktu
zvýšenie koncentrácie produktov
Vplyv zmeny teploty na ch. r.
zmenou teploty sa menia hodnoty K
ENDOTERMICKÉ R
Zvýšením teploty sa rovnováha posúva smerom…
k produktom (s rastúcou teplotou sa pri endo reakciách hodnota K zvyšuje)
ENDOTERMICKÉ R
Zníženie teploty posunie rovnováhu…
reaktantov
EXOTERMICKÉ R
Znížením teploty sa rovnováha posúva smerom…
k produktom
EXOTERMICKÉ R
Zvýšenie teploty posunie rovnováhu v smere…
reaktantov
pri exo reakciách sa hodnota K znižuje
malá hodnota K
rovnováha je na strane reaktantov
veľká hodnota K
rovnováha je na strane produktov
Vplyv zmeny tlaku na ch.r.
zmena tlaku spôsobí posun ch.r. V tých reakciách, v ktorých sa mení látkové množstvo plynných látok
ak je n (počet mólov) reaktantov väčšie ako n produktov
dochádza (zvýšením tlaku) k posunutiu ch.r. smerom k produktom
všetky látky musia byť…
v plynnom skupenstve
Zvýšením tlaku nastáva zvýšenie koncentrácie látok…
v smere menšieho počtu mólov plynných látok
Zníženie tlaku spôsobí zníženie koncentrácie látok
v smere väčšieho počtu mólov plynných látok
Katalyzátor
zvyšuje rýchlosť priamej aj spätnej reakcie
nedochádza k posúvaniu ch.r.
Pridaním katalyzátora…
hodnota EA sa zníži (=rýchlosť reakcie sa zvýši)
poznatky o posúvaní ch.r. sú dôležité
lebo umožňujú predpovedať vhodné podmienky pre výrobu chemických látok
význam
Výroba amoniaku, esterov
