Termokjemi/ varme og uorden Flashcards
Hva er Gibbs frie energi?
Gibbs frie energi er et begrep som samler entalpi, entropi og temperatur i en likning.
Vi kan bruke dette til å bestemme om en reaksjon er spontan eller ikke.
Gibbs frie energi kombinerer entalpi og entropi endringer i et gitt system, sammen med systemets absolutte temperatur, for å avgjøre om en reaksjon er spontan eller ikke, under bestemte betingelser.
Hva er formelen for å regne på om en reaksjon er spontan eller ikke?
𝚫G(sys) = 𝚫H(sys) - T * 𝚫S(sys)
det her er da formelen for 𝚫G, Gibbs frie energi.
Hva er termodynamikk og termokjemi? Og hvorfor skal vi vite om dette er?
Når vi snakker om termokjemi, snakker vi om det som heter termodynamikk.
Termodynamikk: er læren om sammenhengen mellom varme og andre energiformer. Vi kan veldig enkelt dele inn energi i varme og arbeid. Energi er evne til å uføre et arbeid.
Termokjemi: Er læren mellom sammenhengen mellom energiforandringer og kjemiske reakjsoner.
Hvorfor er det interessant at vi skal beskrive disse energiforandringene? Jo det er for at disse energi forandringene kan fortelle oss hva som er drivkraften bak en kjemisk reaksjon. Den kan også si noe om hva som bestemmer om en kjemisk reaksjon er mulig eller ikke. Om en kjemisk reaksjon er spontan eller ikke.
Alle kjemiske reaksjoner vil gå mot en så lav energitilstand som mulig.
Hva er system? Og hvilke ulike typer har vi?
System:
Det er den avgrensede delen vi faktisk betrakter - selve reaksjonen.
Eksempel på system:
Visst vi har en gassmengde i en lukket beholder, så vil gassmengden i den her beholderen være systemet vårt.
Det kan være løsning av et salt i vann. Da er hele løsningen systemet vårt.
Alt det andre defineres da som omgivelser. Vi ønsker å betrakte det som foregår i systemet og se hvordan det her forholder seg til omgivelsene - alt rundt. Det vi ser på er den energiforandringene som foregår i systemet, og hvordan det påvirker omgivelsene, i form av varme og arbeid.
Tre ulike typer system:
Isolert: Et system som er fullstendig isolert fra omgivelsene. Det betyr i prinsippet to ting.
- en kan ikke ha utveksling av masse mellom system og omgivelsene. betyr at det er et lukket forhold, der det for eksempel ikke kan være utveksling av gasser.
- Betyr også at vi ikke kan ha utveksling av energi. Vi kan ikke tilføre energi til noe som er inne i et isolert system.Systemet kan heller ikke avgi energi til omgivelsene.
Lukket: Et system som er delvis isolert fra omgivelsene. Forskjellen på et lukket og et isolert system er at vi har ingen utveksling av masse, MEN vi kan ha utveksling av energi mellom system og omgivelsene. Det betyr i prinsippet at vi kan tilføre varme for å påvirke det som er i det lukkede systemet. Eller det som er inne i det lukkede systemet kan avgi varme til omgivelsene.
Åpnet: Et åpent system vil være i fullstendig kontakt med omgivelsene. Vi kan ha direkte utveksling av masse mellom system og omgivelser. Dt betyr at gasser som er i luften rundt oss kan delta i den kjemiske reaksjonen, som da blir også en del av systemet.
Vi kan også utveksle energi mellom system og omgivelsene.
Beskriv hva som menes med tilstandsfunksjoner.
En tilstandsfunksjon inneholder størrelser som er bare avhengig av start og slutt tilstand. Og ikke veien i mellom start og slutt. Det er uavhengig av hvordan forandringen skjer.
For å synliggjøre at noe er en tilstandsfunksjon bruker vi symbolet (delta) 𝚫 for å angi en endring innen tilstandsfunksjoner.
Kan du definere hva som menes med indre energi?
Indre energi, U: Vi bruker symbolet “U” for å angi indre energi. Indre energi er summen av alle former for energi i et gitt system. Innenfor det her så kan det da være:
Bevegelsesenergi - som er kinetisk energi. det er er da bevegelse av elektroner, av partikler, molekyler..
Stillingsenergi - som er potensiell energi. Stillingsenergi kan være at vi har kjemiske bindinger. Kjemiske bindinger inneholder for så vidt bevegelsesenergi det er elektronisk energi.
Det er kjemisk energi som vi fine ri bindinger. Det som er hele poenget med det her med energi og energioverføring det er jo da at bindinger(tilført energi) brytes og bindinger dannes(avgis energi).
Når det er snakk om den indre energien så er den en tilstandsfunksjon. Som sagt er tilstandsfunksjon kun avhengig av det vi har ved start og det vi har ved slutt.
Vi har faktisk ingen absolutte verdier av U i seg selv. Altså ingen absolutte verdier av indre energi i et gitt molekyl. Men det vi er ute etter det er forandringen fra reaktanter til produkter.
Vi ser da på endringen av den indre energien, altså delta-U/ 𝚫U.
𝚫U= endringen i systemets indre energi når vi går fra reaktanter til produkt -> energi i “varmeinnhold”. Altså endringen i varme innholdet fra reaktant til produkt.
Vi har også en annen måte å beskrive det her på og det er entalpi.
Hva mener vi med “Entalpi”?
Entalpi, H: Angis med bokstaven “H” for “heat”.
Entalpi er også et mål på systemets energiinnhold på samme måte som 𝚫U. Så det er veldig stor nærhet mellom indre energi og entalpi.
Entalpi er også en tilstandsfunksjon. Kun det vi har ved start og det vi har ved slutt er interessant, og forskjellen i mellom dem.
Vi har ingen absolutte verdier for entalpi til et gitt molekyl.
Det vi ser på det er da den endringen av H -> 𝚫H. Altså forandring av energiinnholdet i systemet fra reaktant til produkt.
Entalpiforandring/ 𝚫H= et mål på energiforandring i et system.
𝚫H er summen av endringen i systemets indre energi, og det eventuelle arbeidet systemet utfører på omgivelsene. Sånn at vi får plutselig arbeid også med, og da må vi huske at energi det er både varme og arbeid. Energi er definert som evnen til å utfør et arbeid.
Hva skjer dersom 𝚫H = 𝚫U?
Dersom det er sånn at 𝚫H=𝚫U, da utføres det ikke arbeid på omgivelsene fra systemet, og arbeidet som eventuelt kan utføres det skjer ved at gasser dannes. Når det ikke er gasser som reagerer eller vi har et lukket system så er det kun varmeutveksling mellom system og omgivelsene, og da vil 𝚫H og 𝚫U være lik.
Hva er temperatur kjemisk forklar?
Temperatur: Et mål på hvor mye atomene og molekylene beveger seg. (ingen bevegelse= -273,15 grader celsius. men så kaldt er det ikke noen sted i universet)
Jo varmere det er i et rom, jo større bevegelse er det mellom molekylene i luften. Vi har ingen øvre grense for temperatur, men bevegelsen mellom atomene kan bli så voldsomme at de rives fra hverandre.
Hva er stillingsenergi? Kom med eksempel.
Indre energi:
Summen av indre stillingsenergi + indre bevegelsesenergi.
Indre bevegelsesenergi: molekylenes bevegelser. temperatur er eit mål på indre bevegelsesenergi
Stillingsenergi: Et mål på avstanden mellom molekyler.
Eksempel på stillingsenergi: Det er som en person som står på toppen av en klippe klar til å hoppe utfor og ned i vannet. avstanden fra personen og vannet avgjør da hvor mye stillingsenergi personen har.
Kom med eksempel på indre energi.
Eksempel på indre energi: Nå du for eksempel spenner en fjær så øker du den indre stillingsenergien. En fjær som er strukket og bøyd, har lyst til å komme tilbake til sin opprinnelige form. Det krever altså energi for å strekke og bøye en fjær. Når fjæra er strukket eller bøyd så er det faktisk større avstand mellom molekylene som springfjæra er laget av. Når vi da slipper fjæra og den spretter tilbake til sin opprinnelige form, så minsker avstanden mellom molekylene igjen. Slik det var før vi bøyde fjæra. Så det å bøye en sånn springfjær, det er å øke stillingsenergien.
Forklar hvordan man kan regne ut 𝚫H/ entalpiforandring.
Entalpiforandring, 𝚫H:
Altså hvor mye energi det er i systemet før og etter at en reaksjon har foregått.
Måten å regne 𝚫H er relativt enkelt:
𝚫H = Hprod - Hreakt
𝚫H= energimengden vi har i produktene minus energimengden vi har i reaktanten. Da får vi forskjell i entalpi før og etter.
Den her entropiforandringen den opplever vi som varmeutveksling mellom systemet og omgivelsene.
Hva er en eksotermreakjson?
Eksoterm reaksjon:
En eksoterm reaksjon har vi når systemet avgir energi til omgivelsene.
Da har vi at 𝚫H er mindre enn 0 kJ. kilojoule(kJ) er enheten for energi som vi skal bruke.
Hva er en endoterm reaksjon?
Endoterm reaksjon:
Dette har vi når systemet tar opp energi fra omgivelsene. I denne situasjonen vil 𝚫H være større enn 0 kJ.
Eksempel: Når en knekker metallbiten i en varmepose, eller et lys brenner
