300 likes | 616 Views
TERMOCHEMIA. Zorza – reakcje chemiczne w atmosferze uwalniają energię w postaci światła. Reakcje chemiczne produkują pracę i ciepło w organizmie. Przyspieszenie metabolizmu. Spalanie wstążki Mg: wydziela się jaskrawe białe światło. Spalanie propanu, butanu, metanu – reakcje egzotermiczne.
E N D
Zorza – reakcje chemiczne w atmosferze uwalniają energię w postaci światła
Rozkład (NH4)2Cr2O7 N2 + 4H2O + Cr2O3 reakcja spontaniczna
Rozkład CaCO3 reakcja endotermiczna CaCO3 CaO + CO2 Spalanie węgla reakcja egzotermiczna C + O2 CO2
Rozpuszczanie HCl w wodzie jest procesem spontanicznym. Zmiana wolnej energii procesu ukazuje się jako praca podnosząca wodę do górnej kolbki.
Energia nie może powstać lub zniknąć, może przechodzić z jednego rodzaju w inny. Zasadazachowania energii Zmiana energii wewnętrznej układu podczas jakiegoś procesu jest równa sumie pochłoniętego ciepła i wykonanej pracy U = Q + W Pierwsza zasada termodynamiki
Stan standardowy Stanem standardowym dowolnej substancji jest faza, w której substancja ta występuje w temperaturze 25° C (298,15 K) i pod ciśnieniem 1 atm (101 325 N/m2). Dla substancji w roztworze stan standardowy odnosi się do stężenia jednostkowego.
Entalpia Zawartość ciepła, stan energetyczny substancji, H H = H (produkty) – H (substraty) H2(g, 1 atm, 25°C) + ½ O2(g, 1 atm, 25°C) = H2O (c, 1 atm, 25°C) H° = -285,7 kJ/mol Entalpie wszystkich pierwiastków w ich stanach standardowych są równe zeru. H° <0 proces egzotermiczny H° >0 proces endotermiczny
Rodzaje entalpii • Zmiany entalpii w procesach topnienia, parowania, sublimacji • Entalpie jonizacji • Standardowe ciepła (entalpie) tworzenia związków • Entalpie przyłączenia elektronu • Energie (entalpie) wiązań
Zmiana entalpii procesu nie zależy od drogi reakcji Prawo Hessa
Entropia • Miara statystycznego prawdopodobieństwa stanu układu, S • Im większa wartość S tym bardziej prawdopodobny (bardziej nieuporządkowany) jest stan • Prawdopodobieństwo przebiegu procesu wzrasta gdy: • H° staje się bardziej ujemne • S° staje się bardziej dodatnie • Entropia substancji krystalicznej jest równa zeru w temp. 0 K
T=0 K T>0 K
Potencjał termodynamiczny Potencjał termodynamiczny, entalpia swobodna, energia Gibbsa, G G° = H° - T S° T = temperatura bezwzględna w kelwinach H° [kJ/mol] G° [kJ/mol] S° [kJ/mol K] G° = - RT ln K K =stała równowagi reakcji
Zależność stałej równowagi od temperatury G° = - RT ln K G° = H° - T S° ln K = - H°/RT + S°/R
Aluminotermia 3Fe3O4 + 8Al 4Al2O3 + 9Fe H° = - 3396 kJ mol-1