Termodinami kimikoa euskera, Diapositivas de Química

¡Descarga Termodinami kimikoa euskera y más Diapositivas en PDF de Química solo en Docsity! Termodinamika Kimikoa Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea Zergatik gertatzen dira erreakzioak? Konposatuek erreakzionatzen dute egonkortasuna lortzeko. Produktuak, erreaktiboak baino egonkorragoak direlako. Energiak emango digu egonkortasunari buruzko informazioa: E handia dute, egonkortasun gutxiko substantziak→ Energia gutxiago duten substantzietara eraldatuko dira. Energia trukearen arabera bi erreakzio mota ditugu: - Endotermikoak→ Beroa behar dute erreakzioa gertatzeko. Q>O Sistemak beroa xurgatzen du - Exotermikoak→ Substantzia berria sortzeaz gain beroa askatzen dute Q<O Sistemak beroa askatzen du Zer da termodinamika? eta termokimika? Zer da Energia? Energia→ gorputz batek beste batean lan edo beroaren bitartez eraldaketak sortzeko duen gaitasuna da. Unitatea (J) Energia kimikoa→ Substantzia bat osatzen duten atomo, ioi eta molekulen arteko loturengatik sortzen den energia da. Gorputzen artean E transferitzeko mekanismoak Presio- Bolumen motako lana F→ Presioa → P= F/S (azalera unitateko egindako indarra) F= P.S Δr→ Bolumen aldakuntza ΔV=V-V0 ΔV= S.Δr= S.Δr.cos 180º= -S.Δr Δr= ΔV/S W→ Presio-bolumen motako lana W= F. Δr = P.S.-ΔV/S= -P.ΔV W = -P.ΔV P F Ariketak 1. 2,1 L betetzen duen gasa tenperatura konstantean hedatu da, V=3,5L izan arte. Kalkulatu gas horrek hedatzean egin duen lana, jakinda kanpo presioa 1,2 atm-koa dela. S.I unitateak: m3 eta Pa (1atm→ 101293Pa) 149.orr 4. ariketa Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea Sistema: Irekia Itxia Isolatua Materia eta energia energia ezer Oinarrizko kontzeptuak. Sistema eta ingurunea Aldagai termodinamikoak: Sistema deskribatzeko balio duten magnitudeak dira. - Estentsiboak→ aldagai hauen balioa sistemak duen materia kantitatearen araberakoak dira (V eta m) - Intentsiboak→ Ez dira materiaren kantitatearen araberakoak (T, P, dentsitatea). EGOERA FUNTZIOAK: Eraldaketa prosezuan hasiera eta amaierako egoeren menpe bakarrik dauden magnitudeak dira (T,P,V) Oinarrizko kontzeptuak. Aldagai termodinamikoak eta egoera funtzioak Beroa eta lana egoera funtzioak dira? Egoera funtzioen artean: barne energia, entalpia, entropia… daude. Oinarrizko kontzeptuak. Aldagai termodinamikoak eta egoera funtzioak Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea Energia ez da ez sortzen ezta deuseztatzen, horregatik prosezu termodinamiko orotan, unibertsoko energia totalak konstante dirau. ΔU= Q+W ΔU→ Sistemaren barne energiaren aldakuntza Egoera funtzioa denez ΔU= U-U0 Q→ Beroa (J) Q=m.c.ΔT W→ Lana (J) W= -P.ΔV= - Δn.R.T Termodinamikaren 1ngo Legea Sistema batek baten barne energiaren aldakuntza, sistemak ingurunearekin trukatutako bero eta sistemak egindako edo bere gainean egindako lanaren emaitza izango da. Seinuen itzarmenaren arabera: Inguruneko sistemaranzko bero-fluxua eta lan-fluxua= + Q>O eta W>O Sistematik inguruneranzko bero-fluxua eta lan-fluxua= - Q<O eta W<O Termodinamikaren 1ngo Legea Prosezu termodinamikoak egoera edo baldintza berezietan gerta daitezke: - P. ADIABATIKOA Q= O (ez dago bero transferentziarik) ΔU= Q+W → ΔU= W - P. ISOTERMIKOA ΔT= O ΔU= O (Sistemako barne energia ez da aldatzen) ΔU= Q+W → -W=Q Sistema eta ingurunearen trukatutako beroa egindako lanaren berdina da. - P. ISOKORIKOA V= kte (presio heltzea, autoklabea…) W=-P.ΔV=O → ΔU=Qv Qv= bolumen konstanteko beroa Termodinamikaren 1ngo Legearen aplikazioak - P. ISOBARIKOAK P=kte W=-P.ΔV ΔU=Qp+W = Qp-P.ΔV → Qp= ΔU+P.ΔV Kontutan hartuta ΔU= U-U0 eta ΔV=V-V0 Qp= ΔU+P.ΔV= (U-U0)+ P.(V-V0)= U-U0+ PV-PV0= (U+PV)-(U0+PV0) U+PV= H = Entalpia Qp= H-H0= ΔH= ΔU+P.ΔV= Entalpia aldakuntza Termodinamikaren 1ngo Legearen aplikazioak Termodinamikaren 1ngo Legearen aplikazioak. ENTALPIA ENTALPIA= Sistema termodinamiko batek presio konstantepean ingurunearekin trukatzen duen beroa da. Erreakzio kimiko batean xurgatzen edo askatzen (sortzen) den bero-energia da. Sistema eta ingurunearen arteko erlazioa. Qp= ΔH= H-H0= (U+PV)-(U0+PV0) Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea Erreakzioen entalpia estandarra. Ekuazio termokimikoak Ekuazio termokimikoetan, prozesuan parte hartzen duen beroa ere adierazten da. Presio konstantean gertatzen denean, beroa = ΔH - Prozesu exotermikoa → Sistemak beroa askatzen du ΔH<O (-) - Prozesu endotermikoa → Sistemak beroa xurgatzen du ΔH>O (+) C(s) + 1/2 O2 (g) → CO(g) ΔHº= -110,5 KJ (25ºC eta 1atm) CO(g) → C(s) + 1/2 O2 (g) ΔHº= 110,5 KJ CaCO3(s) → CaO(g) + CO2 (g) ΔHº= +179,2 KJ (25ºC eta 1 atm) 2 CaCO3(s) → 2 CaO(g) + 2 CO2 (g) ΔHº= +358,4 KJ Erreakzioen entalpia estandarra. Entalpia diagrama https://elearning17.hezkuntza.net/015307/pluginfile.php/74671/mod_resource/content/19/Termodinamika %20APUNTEAK%20bis.pdf Erreakzio exotermikoa denez energia produktu bat da, erreakzioan askatu dena. Nola funtzionatzen du? Barruan ura edo ur disoluzio bat dago. Honek jasango du T aldaketa. Honen hasierako tenperatura neurtzen da, ondoren erreakzio ondorengo tenperatura neurtzen da. Biak alderatuz, erreakzioan askatutako edo xurgatutako beroa kalkulatu daiteke. Q1→ kalkulatu nahi dugun beroa Q2→ esperimentalki neurtu duguna Q2=m.c.ΔT Energiaren kontserbazioaren legea aplikatuta: Q1=Q2 KALORIMETROA. Erreakzio beroa neurtuz ADIBIDEAK eta ARIKETAK. Bero neurketa eta QvQp erlazioa 1,O g-ko etanol lagin bat, ponpa kalorimetriko batean eta bolumen konstantean erre da. Ponpak 3,O kg ur ditu, eta horren tenperatura 24,3ºC -tik 26,2ºC -ra igotzen da. Kalkulatu, eta KJ.mol-1 etan eman, errekuntzan gertaturiko barne-energiaren aldakuntza, eta etanolaren errekuntza-beroa, presio konstantean eta 25ºC-tan. Datuak: cura= 4180J/kg.K ; Kalorimetroaren ur baliokidea= 0,647 kg) Ariketak: 153.orr 12, 13, 14 Erreakzioen entalpia estandarra. Eraketa entalpia estandarra ΔHºerreakzioa= ∑ nΔHºf produktuak - ∑ mΔHºf erreaktiboak ΔHºf = Egoera estandarrean dagoen substantzia baten mol baten eraketari dagokion entalpiaren aldakuntza da. Adi! Elementu puruen formakuntza entalpia estandarraren balioa ZERO da. Aukeratutako tenperaturan egonkorrena den barietateari. Errekuntza entalpia estandarra (ΔHºc): Substantzia baten mol bat baldintza estandarretan erretzean geratzen den entalpia aldakuntza da. Zein zeinu izango dute errekuntza entalpiak? Adib. Kalkulatu zenbat gramo propano erre beharko diren erreakzio honen arabera 7OOKJ ekoizteko: C3H8(g) + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O Erreakzioen entalpia estandarra. Errekuntza entalpia estandarra Kalkulatu zenbat gramo propano behar diren, 7OO KJ ekoizteko. ARIKETAK: 155.orr 15 eta 17// 168.orr 3, 4 eta 5 ADIBIDEAK eta ARIKETAK. Errekuntza entalpia Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea Hess-en legea G.H.Hess Suitza (18O2-185O) Hess-en legea: Erreakzio bat etapaka gerta badaiteke, erreakzio horretan gertatzen den entalpiaren aldakuntza, erreakzio-entalpien baturaren berdina da. ΔHa = ΔHb+ΔHc+ΔHd+... Liburuko adibidea Hess-en legea $ Beheko erreakzioen entalpiak ezagututa kalkulatu ondoko erreakzio estandarraren entalpia: 3 C (s, grafitoa) + 4 H2 (8) > C3Has (8) Datuak: (a) CaHs (8) + 5 O» (8) > 3 CO» (8) + 4 H20 (1); AH? = - 2219,9 kJ/mol (b) C (s, grafitoa) + Oz (g) > CO» (8) ; AH? =- 393,5 kJ/mol (c) Ha (8) +% Oz (8) > H20 (1) ; AH? = - 285,8 kJ/mol Ebazpena: Ariketak:19, 20, 21 Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea Entropia. Termodinamikaren 2.legea Prozesu espontaneoetan (itzulezinak) unibertsoaren entropia handitu egiten da, orekan dagoen prozesu batean konstante irauten du. ΔS(unibertsoa)= ΔS (sistema)+ ΔS (ingurunea) ≥ 0 Sistema ordenatzen denean (entropia galtzean), ingurunea da desordenatu dena. Entropia molar estandarra (J/mol.K) ΔSo= ∑ n.So (produktuak)- ∑ m.So (erreaktiboak) Entropia ΔSo= S-SO = Q/T → Prosezua itzulgarria denean ΔSo> Q/T → Prosezua itzulezina denean Entropia. Entropia molar estandarra Ariketak: 160.orr 23,25, 26, 27, 28 Zer ikasiko dugu? 1. Gogoratu beharrekoak 2. Oinarrizko kontzeptuak 3. Termodinamikaren lehenengo printzipioa eta bere aplikazioak 4. Erreakzioaren entalpia estandarra 5. Hess-en legea 6. Lotura entalpia 7. Entropia 8. Entalpia askea NOIZ DA ESPONTANEOA? ΔG<O → Prosezua Espontaneoa ΔG>O → Prozesua Ez da espontaneoa. ΔG = O → sistema orekan dago. Entalpia askea. Erreakzioen espontaneotasuna ΔGo= Egoera estandarrean konposatu baten mol bat, elementu osatzaileetatik abiatuta sintetizatzean gertatzen den energia askearen aldakuntza da. ΔGo erreakzioa= ∑ n.ΔGo (produktuak)- ∑ m.ΔGo(erreaktiboak) ΔG<O → Prosezua Espontaneoa ΔG>O → Prozesua Ez da espontaneoa. ΔG = O → sistema orekan dago. Entalpia askea. Erreakzioen espontaneotasuna Osatu ondorengo taula adieraziz zein kasuetan izango den prozesua espontaneoa edo ez ΔH ΔS T ΔG Espontaneoa? Entalpia askea. Erreakzioen espontaneotasuna ΔG= ΔH - T . ΔS (J/mol)