Obecná chemie - výpisky

Termodynamický děj – přechod z jednoho stavu soustavy do druhého

Druhy:

• Vratný (reverzibilní) – soustava prochází velkým počtem malých stavových změn, při kterých je v rovnováze s okolím – lze vždy zastavit a vrátit do původního stavu

• Nevratný (ireverzibilní) – opak – všechny děje probíhající samovolně (tzn. bez dodání energie)

Konstantní veličina:

• Izotermický děj – teplota konst.

• Izobarický děj – tlak k.

• Izochorický děj – objem k.

• Adiabatický děj – soustava je tepelně izolovaná

Termodynamika je založena na třech základních zákonech – první/druhý termodynamický zákon

První termodynamický zákon, vnitřní energie

= zákon zachování energie aplikovaný na termodynamické děje

- veličina vnitřní energie U

Formulace zákona:

- Teplo a práce dodané soustavě zvyšují její vnitřní energii o ΔU: ΔU = Q + W

Přijímá-li soustava energi, může to být jen ve formě tepla nebo práce

- teplo dodané soustavě při konstantním objemu soustavy se spotřebuje na zvýšení její vnitřní energie

Vnitřní energie U – celková E soustavy zmenšená o kinetickou a potenciální E jako celku – stavová veličina (charakterizuje změnu stavu soustavy) – teplo a práce stavovými veličinami nejsou

Entalpie H - H = U + pV

- Zavádí se pro izobarické děje (probíhají v otevřených nádobách)

- stavová funkce

- jednoznačně charakterizuje změny stavu soustavy

- teplo dodané soustavě se při konstantním tlaku v soustavě spotřebuje na zvýšení její entalpie

entalpie má stejný význam pro izobarické děje jako vnitřní energie pro děje izochorické

Termochemie

- oddíl termodynamiky, zabývající se tepelnými jevy při chemických reakcích

Reakční teplo ΔU/ΔH

- jde o teplo soustavou přijaté, uskuteční-li se reakce izobaricky/izochoricky a je-li teplota VL a P stejná

• Reakce exotermické – soustava teplo uvolňuje a předá ho do okolí - ΔH < 0

• Reakce endotermické – soustava teplo pohlcuje - ΔH > 0

• Exergonické – Gibbsova E se snižuje - ΔG < 0

• Endergonické – Gibbsova E se zvyšuje - ΔG > 0

Termochemické zákony

1. (Lavoisierův-Laplaceův) reakční teplo určité reakce a reakční teplo téže reakce probíhající za stejných podmínek opačným směrem je až na znaménko stejné

2. (Hessův) reakční teplo určité reakce je stejné jako součet reakčních tepel postupně prováděných reakcí, vycházejících ze stejných VL a končících stejnými P

Teplo slučovací a spalné

Slučovací teplo – reakční teplo reakce, při níž z prvků ve standardním stavu vznikne 1 mol této sloučeniny ve standardním stavu – především anorganické sloučeniny

Spalné teplo – reakční teplo reakce, při níž se 1 ml sloučeniny ve standardním stavu zoxiduje na nejstálejší oxidy – především organické sloučeniny

Druhý Termodynamický zákon, entropie

- zavádí entropii S