Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Stała równowagi reakcji Izoterma vant Hoffa Czynniki wpływające na stałą równowagi Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ, marzec 2006 WYKŁAD.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Stała równowagi reakcji Izoterma vant Hoffa Czynniki wpływające na stałą równowagi Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ, marzec 2006 WYKŁAD."— Zapis prezentacji:

1 Stała równowagi reakcji Izoterma vant Hoffa Czynniki wpływające na stałą równowagi Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ, marzec 2006 WYKŁAD 5

2 Równowaga chemiczna to taki stan układu złożonego z produktów i substratów dowolnej reakcji odwracalnej, w którym szybkość powstawania produktów jest równa szybkości ich rozpadu Odwracalność reakcji chemicznej to możliwość równo- czesnego jej przebiegu w dwóch przeciwnych kierunkach H 2 + I 2 2HI T=700K H 2 + I 2 2HI 10% 10% 80% 2HI H 2 + I 2 80% 10% 10% Wykres zmian stężenia HJ w procesie syntezy i dyso- cjacji termicznej HJ

3 Np. 2NO 2 2NO + O 2 v 1 = k 1 [NO 2 ] 2 2NO + O 2 2NO 2 v 2 = k 2 [NO] 2 [O 2 ] k 1 [NO 2 ] 2 =k 2 [NO] 2 [O 2 ] v1v1 v2v2 v1v1 W stanie równowagi v 1 = v 2 czyli: v 1 i v 2 – odpowiednio szybkość powstawania i rozpadu produktów reakcji k 1 i k 2 – stałe szybkości tych reakcji a A + b B c C + d D v2v2 v 1 = k 1 [A] a [B] b v 2 = k 2 [C] c [D] d k 1 [A] a [B] b = k 2 [C] c [D] d

4 PRAWO DZIAŁANIA MAS (C.M. Güldberg i P. Waage, 1876 r.) Gdy w roztworze doskonałym lub idealnym rozcieńczonym panuje stan równowagi chemicznej, to stosunek iloczynu ułamków molowych (stężeń molowych) produktów, podniesionych do potęg równych ich współczynnikom stechiometrycznym do iloczynu ułamków molowych (stężeń molowych) substratów, podniesionych do potęg równych ich współczynnikom stechiometrycznym, ma wartość stałą, niezależną od stężenia tych reagentów a zależną jedynie od temperatury i ciśnienia. reagentów w stanie równowagi - ułamki molowe reagentów w stanie równowagi - stężenia molowe a A + b B c C + d D

5 Jeżeli układ będący w stanie równowagi zostanie poddany działaniu czynnika zaburzającego, to zachodzą w nim zmiany, które minimalizują działanie tego czynnika. Wpływ warunków zewnętrznych na stan równowagi REGUŁA LE CHATELIERA I BRAUNA (1887 r.) Czynniki wpływające na stan równowagi to: stężenie reagentów ciśnienie temperatura

6 STĘŻENIE REAGENTA a A + b B c C + d D przesunięcie równowagi wprowadzenie substratu: usunięcie substratu: wprowadzenie produktu: usunięcie produktu:

7 CIŚNIENIE CIŚNIENIE (reakcje w fazie gazowej) Gdy zwiększa się ciśnienie, równowagowy skład mieszaniny zmienia się w ten sposób, by zmalała liczba cząstek w fazie gazowej. przesunięcie równowagi wzrost ciśnienia:nie wpływa : (1) V prod. = V sub. np. H 2 + J 2 = 2HJ (2) V prod. < V sub. np. N 2 + 3H 2 = 2NH 3 wzrost ciśnienia obniżenie ciśnienia przesunięcie równowagi : : obniżenie ciśnienia (3) V prod. > V sub. np. N 2 O 4 = 2NO 2 przesunięcie równowagi : : wzrost ciśnienia obniżenie ciśnienia

8 TEMPERATURA TEMPERATURA (1) reakcje egzotermiczne przesunięcie równowagi wzrost temperatury: obniżenie temperatury: (2) reakcje endotermiczne wzrost temperatury przesunięcie równowagi : obniżenie temperatury: a A + b B c C + d D + Q a A + b B + Q c C + d D W reakcjach egzotermicznych wzrost temperatury sprzyja tworzeniu substratów, natomiast w reakcjach endotermicznych wzrost temperatury sprzyja tworzeniu produktów.

9 Zależność entalpii swobodnej od ciśnienia dG = -S dT + V dp T = const dG = V dp Gaz doskonały: pV = nRT n = 1 mol: G = G 0 + R T ln p G - G 0 = R T ln p Dla p 1 =1 atm i T=298 K: PRAWO DZIAŁANIA MAS I ZMIANA ENTALPII SWOBODNEJ

10 Zależność G reakcji od ciśnienia cząstkowego reagentów a A + b B c C + d D

11 p A, p B, p C, p D - ciśnienia cząstkowe reagentów przed osiągnięciem stanu równowagi - ciśnienia cząstkowe reagentów w stanie równowagi W stanie równowagi G=0, stąd:

12 określa zależność pomiędzy G reakcji, stałą równowagi reakcji (K p ) i ciśnieniami cząstkowymi reagentów przed osiągnięciem stanu równowagi RÓWNANIE IZOTERMY VANT HOFFA

13 Jeżeli: Q < K p : < 0 G < 0 Jeżeli: Q = K p : = 0 G = 0 Jeżeli: Q > K p : > 0 G > 0 G = RT[ln Q – ln K p ]

14 Połlogarytmiczny wykres zależności G=f(Q/K) Stan równowagi Reakcja H 2 +I 2 =2HI niemożliwa Reakcja H 2 +I 2 =2HI możliwa

15 SPOSOBY WYRAŻANIA STAŁEJ RÓWNOWAGI REAKCJI a A + b B c C + d D - ciśnienia cząstkowe reagentów w stanie równowagi - stężenia molowe reagentów w stanie równowagi n – różnica liczby moli produktów i substratów

16 - ułamki molowe reagentów w stanie równowagi

17 TERMODYNAMICZNA STAŁA RÓWNOWAGI ( K a ) - aktywności reagentów w stanie równowagi

18 RÓWNANIE IZOTERMY VANT HOFFA c.d. Jeżeli uwzględnimy : oraz

19 Dyskusja równania izotermy vant Hoffa (1) jeżeli: Q < K c : < 0 G < 0 reakcja samorzutna (2) jeżeli: Q = K c : = 0 G = 0 stan równowagi (3) jeżeli: Q > K c : > 0 G > 0 reakcja niesamorzutna

20 K KK K a A + b B c C + d D G > 0 G < 0 STAŁA RÓWNOWAGI REAKCJI ( K c ) STAŁA RÓWNOWAGI REAKCJI ( K c ) – definicja Dla reakcji odwracalnej, w stanie równowagi, w stałej temperaturze i pod stałym ciśnieniem, stosunek iloczynu stężeń molowych produktów (podniesionych do odpowiednich potęg wynikających ze stechiometrii równania reakcji) do iloczynu stężeń molowych substratów (podniesionych do odpowiednich potęg wynikających ze stechiometrii równania reakcji) jest wielkością stałą i nosi nazwę stałej równowagi reakcji. Dla Q>K

21 Stała równowagi reakcji: jest wielkością charakterystyczną dla danej reakcji, zależy od ciśnienia i temperatury (izobara vant Hoffa), a nie zależy od składu roztworu jest miarą wydajności reakcji Na wartość stałej równowagi nie ma wpływu obecność katalizatora !!! Katalizator wpływa na szybkość (reakcji) z jaką stan równowagi zostanie osiągnięty.


Pobierz ppt "Stała równowagi reakcji Izoterma vant Hoffa Czynniki wpływające na stałą równowagi Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ, marzec 2006 WYKŁAD."

Podobne prezentacje


Reklamy Google