Kémia tz. 2024.02.26. (kavart anyag)

Question 1

Termodinamika

Answer 1

-Kémiai változások energia változással járnak
-ennek mennyiségi lerírásával a termokémia foglalkozik

-adott reakciót kisérő hőváltozást a reakcióhővel jellemezzük

Question 2

Reakcióhő

Answer 2

-Megadja, hogy mekkora hőváltozás kíséri a reakcióhő egyenlet által feltüntet minőségű és mennyiségű anyagok átalakulását

-jel: Qr
-mértékegység: kJ

-exoterm reakció: Qr - előjelű
-endoterm reakció: Qr + előjelű

Question 3

A reakció hő függ…

Answer 3

-a reagáló anyagok halmazállapotától
-termékék halmazállapotától
-oldott formában van-e
-melyik módosulat alakult át

-ezért termokémiai képletben mindig feltüntetjük az anyagok halmazállapotét

Question 4

Hess-tétel

Answer 4

-a reakcióhő független a részfolyamatok minőségétől és sorrendjétől, csak a kiindulási és végállapotától függ

-egy reakció többféle úton is végbemehet. Például 1 mol kalcium-karbonátból (kalcitból) és 1 mol hidrogén-klorid gázból két úton is keletkezhet 1 mol kalcium-klorid, 1 mol cseppfolyós víz és 1 mol szén-dioxid-gáz

Question 5

Képződés-hő

Answer 5

-annak a reakciónak a reakcióhője amelyben egy vegyület 1 mólja std. körülmények közt stabilis állapotú elemeiből keletkezik

-jele:Q(k)
-mértékegység: kJ/mol

-az elemek std. állapotban stabilis módosulatának képződéshője: 0

-reakcióhő kiszámítható a képződéshőből

-termékek képződéshőinek összege - kiindulási anyagok képződés hőinek összege az egyenlet szerinti anyagmennyiségekkel megszorozva

Question 6

Kémiai reakciók feltételei

Answer 6

-kémia reakció - kötések felbomlása, új kötések kialakulása

-feltételek:
-részecskék ütközése (sok részecske több ütközése)
-homogén reakciók: ütközés határfelületén
-részecskék térbeli elhelyezkedése megfelelő legyen
-legyen aktiválási energia (Ea kJ/mol) (mennyi E szükséges 1 mol aktivált komplexum keletkezéséhez)
-aktivált komplexum alakul ki, benne a megszűnő és kialakuló kötések együtt vannak jelen

Question 7

Reakciósebesség

Answer 7

-egységnyi idő alatt, egységnyi térfogatban mekkora az átalakult anyag anyagmennyisége

-a reakciósebesség függ:
-reagáló anyagok minőségétől
-reagáló anyagok koncentrációjától (koncentráció nő-sebesség nő)
-hőmérséklettől (hő nő-sebesség nő)
-Katalizátortól (inhibitor=negatív katalizátor)
-kalaizátor: aktiválási E-t csökkenti

Question 8

Egyirányú reakciók

Answer 8

-kiindulás: anyagokból stabilabb végtermék keletkezik
-visszaalakulás gátolt pl.: oldatban gáz távozik, szilárd leválik
-ilyenkor a kiindulási anyag teljes mennyisége átalakul
-kiindulási anyagok koncentrációja csökken előbb-utóbb valamelyik, elfogy, ettől kezdve a koncentráció állandosul
-a végtermék koncentrációja növekszik, majd állandosul
-a reakciósebesség időben csökken, majd leáll

Question 9

A kémiai egyensúly

Answer 9

-megfordítható kémiai reakciók

-keletkezett anyag egy része vissza alakul kiindulási anyaggá
-pl.: CO2 + H2O = H2CO3
-felső nyíl iránya v1= k1 (CO2)(H20)
-v1= képződés sebessége
-k1= reakciósebesség állandó
-alsó nyíl iránya v2=k2(H2CO3)
-v2=bomlás sebessége
-k2=reakciósebesség állandó

-egyensúlyban van v1=v2

-k1(CO2)(H2O)=k2((H2CO3)

-k1 / k2= (H2CO3) / (CO2)(H2O) =K
-K=egyensúlyi állandó
-ha K>1 termékek, ha K<1 kiindulási anyagok vannak nagyobb mennyiségben

Question 10

Dinamikus egyensúly

Answer 10

-dinamikus, mert bármely résztvevő hozzáadása. vagy elvevése hatására az egyensúly kibillenne az egyensúlyi állapotából
-Külső tényezők (pl.: hőmérséklet, nyomás) az egyensúlyt megváltoztatja
-az egyensúly bármely irányból elérhető

Question 11

Egyensúlyi Állandó

Answer 11

-Egy általános egyensúlyi reakció esetén
-aA+bB=cC+dD
-A, B kiindulási anyag
-C,D termék
-a,b,c,d: sztöchiometriai együttható

-A reakció egyensúlyi állandója (K)
-K= (C)^c (D)^d / (A)^a (B)^b
-tömeghatás törvénye
-az egyensúlyi állandó értéke, adott hőmérsékleten a rendszer jellemző kémiai-fizikai adata

Question 12

Tömeghatás törvénye

Answer 12

Egyensúlyban a termékek megfelelő hatványon vett egyensúlyi koncentrációinak szorzata, osztva a kiindulási anyagok megfelelő hatványon vett egyensúlyi koncentrációinak szorzatával, egy adott hőmérsékleten állandó érték

Question 13

Az egyensúlyi állapot befolyásolása - Le Chateleir-Braun elv

Answer 13

-egy dinamikus egyensúlyban lévő rendszer megzavarásakor, annak a folyamatnak lesz nagyobb sebessége amely a zavaró hatást igyekszik csökkenteni

Question 14

Az egyensúly eltolásának lehetőségei

Answer 14

-1. Hőmérséklet
-exoterm reakciónál, hőelvonással
-hő elvonásra a rendszer úgy válaszol, hogy az exoterm foly.-al igyekszik pótolni

-endoterm reakciónál, hőközléssel
-hőközlésre a rendszer úgy válaszol, hogy az endoterm foly.-al igyekszik levonni

-2. Nyomás
-térfogat növekedéssel járó reakció esetén nyomás csökkentésével
-nyomás elvonásra a rendszer úgy válaszol, hogy növeli az anyagmennyiséget

-térfogat csökenéssel járó reakció esetén nyomás növelésével
-nyomás hozzáadására a rendszer úgy válaszol, hogy csökkenti az anyagmennyiséget

-3.Anyagmennyiségek
-Az egyensúlyi reakciók lejátszódásának kedvez, ha a rendszerből elvonjuk a keletkezett anyagokat

-ha valamelyik eredeti anyag kifogy, pótlása is segítí

Question 15

A víz

Answer 15

-a vízmolekula savként és bázisként is reagálhat, az ilyen vegyületeket amfotereknek nevezzük

Question 16

A kémhatás

Answer 16

-A kétféle ion koncentrációjának egymáshoz viszonyított arányát a kémhatással jellemezzük, ami az oldatok egyik fontos jellemzője

-Értéke: pH érték
-(pondus hydrogenii)
-pH értéke: 0-14 (savas-semleges-lúgos)

-pH+pOH = 14

-tiszta víz esetén Oh- és H3O+ aránya azonos
-amivel Kv= (H30) x (OH) = 10⁻¹⁴ (mol/dm³)²
-ezért két ion koncentrációja: (H₃O⁺) = 10⁻⁷ mol/dm³
-és (OH⁻) = 10⁻⁷ mol/dm³

-A pH-t olyan oldatok esetében érdemes használni amelynél >1mol/dm³

-c(H⁺)=1 mol/dm³ -> pH=0
-c(H⁺)=0,1 mol/dm³ -> pH=1
-c(H⁺)=0,0001 mol/dm³ -> pH=4

Question 17

Lúgos oldatok pH-ja

Answer 17

-Pl.: NaOH oldat konentrációja 0,01 mol/dm³
-csak az OH értékét tudjuk
-(OH⁻) =0,01 mol/dm³ = 10⁻² -> pOH=2
-pH+pOH=14
-pH=12

Question 18

Sav-bázis elméletek: Arrheimius-féle

Answer 18

-Savak vízes oldatban protont (H+) adnak le, a bázis hidroxiont (OH-)

-HCl -> H+ + Cl-

-NaOH -> Na+ + OH-

Question 19

Sav-bázis elméletek: Brønsted-féle

Answer 19

-A savak protont adnak le, a bázisok protont vesznek fel

-HCl + H20 = H30+ + Cl-
erős sav+bázis = sav+gyenge bázis

Question 20

A víz autoprotolízise

Answer 20

H2O + H2O = H3O+ + OH-

-egyensúlyi állandója

K= H30+ x OH- / H20²

-Vízionszorzat

Kv = H3O+ x OH- = 1,00 x 10⁻¹⁴ (mol/dm³)²

H3O+ x OH- = 1,00 x 10⁻⁷ mol/dm³