Ravnoteža u homogenim i heterogenim zatvorenim sustavima Flashcards by Klara Matulovic

opiši ravnotežno stanje

stanje sustava u kojem se više ne opažaju promjene tvari tijekom vremena
polazni i povratni procesi se odvijaju istovremeno : proces je reverzibilan

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

kakve vrste promjene postoje

fizičke
kemijske

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

uspostavljanje ravnotežnog stanja:
termodinamički aspekt

kem i fiz promjene tvari tijekom odvijanja procesa popraćene su promjenama energije sustava u kojem se proces zbiva
pri konst. tlaku i temp. kem/fiz promjena teče spontano dok sustav oslobađa Gibbsovu energiju
G<0

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

Gibbsova energija

mjera spontanosti reakcije: iskoristivi dio energije sustava, max. W
G = H - TS
deltarG = deltarH - TdeltarS
deltarG = deltarGo + RTlnQ
deltarGo = - RTlnKo
deltarG = RTlnQ/K

deltarG = 0 u ravnoteži

minimum gibbsove funkcije označava položaj ravn. odnosno ravnotežni doseg reak uz dane uvjete

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

kemijska ravnoteža

stupanj do kojeg reverzibilne kemijske reakcije napreduju

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

doseg reakcije

fi
veličina stanja napredovanja kemijske reakcije
množina kemijskih pretvorbi (r)
fi = nr = Nr/Na
fi = množina sudionika reak/steh br sudionika

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

uspostavljanje ravnotežnog stanja:
kinetički aspekt

brzina rakcije v opisuje se i konstantom : koeficijent brzine k pri zadanoj temp
brzina polazne i povratne reak. ovisi o konc. R i P, a ravnoteža se uspostavlja kada su obje brzine jednake, a ukupne količine R i P se ne mijenjaju kao i količina E u sustavu

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

brzina reakcije

jednaka promjeni konc. tvari u jedinici vremena uz konst. volumen reakcijske smjese

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

brzina trošenja reaktanata

vr = - deltac/steh.br. delta t

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

brzina trošenja produkata

vp = deltac/steh.br. delta t

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

o čemu ovisi brzina reakcije

o konc. uz faktor k (konstanta brzine reak)
polazna brzina se smanjuje smanjenjem konc. R
povratna brzina se povećava povećanjem konc. P

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

što se dogada s brzinom u ravnoteži

polazna i povratna postaju jednake

v1=v2
k1 [A] [B] = k-1 [C] [D]

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

konstanta ravn. Kc izražena s koeficijentom k ili ravn. konc. R i P

Kc = k1/k-1 = [produkti]/[reaktanti]
= [C] [D]/[A] [B]

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

reakcijski koeficijent Qc

konstantan omjer umnoška TRENUTNIH konc. P i R dignutih na potencije njihovih steh. koef. pri određenoj temp. i vremenu u zatvorenom sustavu

predviđa smjer odvijanja reak.

Qc = c(C)^c c(D)^d / c(A)^a c(B)^b

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

odnos Qc i Kc

Qc < Kc kada su uglavnom R i nastaju P
reakcija ide u smjeru P

Qc = Kc kada je ravn. stanje, nema promjene

Qc > Kc kada su uglavnom P i nastaju R
reakcija ide u smjeru R

How well did you know this?

Not at all

Perfectly

otvoreni sustav

reakcije u živim organizmima nikada ne dostižu termodinamičku ravnotežu

tekuća ravnoteža

postojano stanje u otvorenom sustavu. održava se konstantni NEravnotežni omjer konc. (aktiviteta) među R i P

često postoji međuprodukt čija je konc. stalna
A -> <- B -> C

za održavanje se troši G energija: što je veće odstupanje između c(B) i [B] to je više E potrebno za održavanje postojanog stanja

La Chatelierovo načelo

kada se na sustav u stanju ravn. djeluje promjenom nekog čimbenika u sustavu se počinju odvijati reakcije kojima se sustav odupire vanjskim promjenama

utjecaj koncentracije tvari (pri konst. temp.)

vrijednost Kc se NE mijenja

povećanjem R pomak -> smanjenje R <-
povećanjem P pomak <- smanjenje P ->

utjecaj tlaka (pri konst. temp.)

vrijednost Kc se NE mijenja

tlak nema učinak na tekuće i čvrste tvari (praktički nestlačive), no utječe na ravn. u sustavu koji sadrži plinovite komponente

povećanje tlaka -> prema manjem br. mol. se pomiče
smanjenje tlaka -> prema većem br. mol se pomiče

utjecaj temp.

vrijednost Kc SE mijenja

kod endotermne reakcije (deltaH > 0) :
porast temp. ->
smanjenje temp. <-

kod egzotermne reakcije (deltaH < 0) :
porast temp. <-
smanjenje temp. ->

utjecaj katalizatora

nema učinak na položaj ravn.; utječe na brzinu uspostavljanja ravn.
ne mijenjaju se u reakciji
mijenja mehanizam reakcija koja se odvija novim reakcijskim putem s manjom/većom Ea

primjena zakona ravnoteže na homogene sustave:
u plinovitom stanju

Kc ili Kp pri definiranom tlaku i temp.
u većini slučajeva Kc nije jednak Kp
p = R c T -> Kp = Kc (RT) ^deltan
deltan = (c + d) - (a + b) -> steh br.
deltan = 0 znači da je Kp = Kc

Kc = [C]^c [D]^d / [A]^a [B]^b
Kp = p(C)^c p(D)^d / p(A)^a p(B)^b

primjena zakona ravnoteže na homogene sustave:
u tekućem stanju

Kc (hidrolize) = 1 / Kc (esterifikacije)

voda i vodene ot;
autoionizacija vode pri 25 stupnjeva
Kc = [H+] [OH-] / [H2O] = 1.82 x 10 ^-16 mol/dm3
[H2O] = 55.3 mol/L
Kw = Kc [H2O] = [H+] [OH-] = 1.0 x 10 ^-14 mol2/L2
Kw je konstanta ravnoteže

autoionizacija vode pri 25 stupnjeva

Kc = [H+] [OH-] / [H2O] = 1.82 x 10 ^-16 mol/dm3 [H2O] = 55.3 mol/L Kw = Kc [H2O] = [H+] [OH-] = 1.0 x 10 ^-14 mol2/L2 Kw je konstanta ravnoteže

elektroliti; jaki / slabi

tvari koje u otopinama ioniziraju/disociraju na ione jaki potpuno disociraju, dobri vodiči el. struje (HCl, HNO3, KCl, Na2SO4), jedna strelica -> slabi djelomično ioniziraju, obe strelice -> <-

konstanta ionizacije kiselina/baza Ki

mjerilo za jakost kiselina ili baza Ki = [H3O+] [A-] / [HA] voda je otapalo ali i reaktant čija se konc. ne mijenja značajno što je Ki veća kiselina je jača, a što je manja kis. je slabija poliprotonske kis. imaju Ki1 najveći a zatim se disocijacijom smanjuje Ki2...

stupanj ionizacije alfa

izražava jakost elektrolita pri zadanoj c(HA) i temp. alfa = N disociranih mol. / N ukupno 1 ≥ alfa ≥ 0

ostwaldov zakon razrjeđenja

Ki (Ka= = c(HA) x alfa^2 / 1 - alfa

primjena zakona ravnoteže na heterogene sustave; čvrsto - plinovito

CaCO3 (s) -> <- CaO (s) + CO2 (g) Kp = p (C02) tlačna konstanta ravn. izračuna se tako da se za konc. čvrstih tvari uzima vrijednost 1

primjena zakona ravnoteže na heterogene sustave; tekuće - plinovito

O2 (g) -> <- O2 (aq) K = [O2 (aq)] / p (O2) K = koef. topljivosti plina umjesto konc. plina nad otopinom uvrštavamo njegov tlak otapanje plinova u tekućini pri konst. temp. plin se otapa dok se ne uspostavi ravn. Henryjev zakon topljivosti plinova

primjena zakona ravnoteže na heterogene sustave; tekuće - tekuće

A (tekuća faza 1) -> <- A (tekuća faza 2) K = [A] faza 2 / [A] faza 1 K = koeficijent razdjeljenja Nernstov zakon razdjeljenja tvar A se razdjeljuje između dviju tekućina i uspostavlja se ravnoteža otapanjem jedne tvari u dvofaznom susatvu otapala koja se međusobno ne miješaju dolazi do raspodjele te tvari između dva otapala pri konst. temp. uspostavlja se ravn. tj. odnos konc. A u otapalima je konst.

primjena zakona ravnoteže na heterogene sustave; čvrsto - tekuće

zasićena ot: AmBn (s) -> <- mA ^n+ (aq) + nB ^m- (aq) molni udio i konc. čvrste tvari u ot. je 1 Kso = [A ^n+]^m x [B ^m-] ^n Kso je produkt topljivosti pri određenoj temp. ravnoteža između neotopljene tvari i otopine

produkt topljivosti Kso

Kso = [A ^n+]^m x [B ^m-] ^n Kso = (m x)^m (n x)^n = x ^(m+n) m^m n^n x = (m+n) √ Kso / m^m n^n