OBLICZENIA Ułamek molowy xi=ni/Σni Ułamek masowy wi Ułamek objętościowy vi Stężenie molowe ci=ni/Vr Stężenie procentowe cp=ms/mr Stężenie molalne cm=ni/mR Gęstość d Stężenie równoważnikowe cn=(1/z)ni/Vr

Obliczyć stężenie proc Obliczyć stężenie proc. roztworu otrzymanego przez rozpuszczenie 30g soli kuchennej w 130g wody. W 155cm3 roztworu znajduje się 3,35g czystego KCl. Obliczyć stężenie molowe. MKCl=74,551g/mol. Obliczyć molalność 15% roztworu Na2SO4. M=142,037g/mol Obliczyć stężenie molowe 13% roztworu KOH. Gęstość roztworu wynosi 1,1187g/cm3. MKOH=56,105g/mol Ile gram wody należy dodać do 200g 40% roztworu aby otrzymać roztwór 32% Podaj skład 60% roztworu K2SO4 w ułamkach molowych MK2SO4=174,25g/mol MH2O=18,02 g/mol

Stechiometria Ustalenie równania reakcji Ustalenie bilansu materiałowego – równania mas Ułożenie proporcji

CaCO3+2HCl → CaCl2+CO2+H2O + 2 → 1 + 1 + 1 100 +73 → 111 + 44 + 18 Równanie chemiczne węglan + kwas → chlorek + dwutlenek +woda wapnia solny wapnia węgla wzór ilość subst. (mol) masa, g CaCO3+2HCl → CaCl2+CO2+H2O + 2 → 1 + 1 + 1 100 +73 → 111 + 44 + 18 Ile wapna palonego można otrzymać z 500kg wapienia, przyjmując zawartość CaCO3 równą 100%?

Równowaga chemiczna Układ znajduje się w stanie równowagi jeśli nie zachodzi w nim zmiana stężeń jego składników. aA+bB↔cC+dD, T=cons., p=const. K= cCccDd cAacBb

Stan równowagi zależy od: temperatury ciśnienia dodatku reagentów

Termodynamika procesów chemicznych Służy do: określania kierunków i możliwości przemian chemicznych obliczania bilansów energetycznych kolejności przebiegu przemian określania trwałości układów określania warunków procesów

Termodynamika procesów chemicznych FUNKCJE TERMODYNAMICZNE U = ENERGIA WEWNĘTRZNA U - jest sumą energii ruchu cząsteczek, drgań atomów, stanu jąder i elektronów U - nie może być wyznaczona, ale można określić jej zmianę (U) Zmiana energii wewnętrznej jest równa pracy wymienianej przez układ z otoczeniem w przemianie adiabatycznej (Q = 0)

ENTROPIA S - opisuje sposób dystrybucji energii w układzie S - jest miarą uporządkowania układu

Procesy prowadzone są zwykle w specyficznych warunkach: adiabatycznie Q = 0 izotermiczne T = const izobarycznie P = const izochorycznie V = const izentalpowe H = const termoelastyczne T, V, P zmienne Rodzaje pracy: objętościowa, mechaniczna, chemiczna, powierzchniowa, elektryczna, itp

I zasada termodynamiki W układzie izolowanym (bez wymiany ciepła i masy) ilość energii pozostaje stała ∆U=Q+W ∆U – zmiana energii wewnętrznej układu Q – ilość energii przekazana na sposób ciepła W – ilość energii przekazana na sposób pracy

II zasada termodynamiki Podstawą tej zasady jest nieodwracalność samorzutnych procesów przyrody. Zachodzą one od stanu o wyższym potencjale do stanów o potencjale niższym, dążąc do osiągnięcia stanu równowagi S- entropia Q – ciepło przemiany odwracalnej T=const dQ dS= T

III zasada termodynamiki Układowi można odebrać pewną skończoną ilość energii na sposób ciepła, wówczas temperatura zmierza do zera bezwzględnego a entropia do pewnej minimalnej wartości. W temp. zera bezwzględnego entropia dla materiałów krystalicznych wynosi 0

Kinetyka reakcji chemicznych opisuje przebieg reakcji w czasie, w czasie trwania reakcji zmienia się stężenie reagentów chwilowa szybkość reakcji chemicznej: v=-dcs/dt lub v=dcp/dt

Zmiana stężenia reagentów w czasie

Szybkość reakcji chemicznej zależy od: stężenia substratów stanu skupienia reagentów stopnia kontaktu: stopnia rozdrobnienia (ciała stałe) intensywności mieszania (ciecze) ciśnienia (gazy) temperatury katalizatorów

Równanie opisujące szybkość reakcji -dcA v= =kcn dt k – stała szybkości reakcji, n – rząd reakcji cA – stężenie substratu

Zależność szybkości reakcji od temperatury wzór Arrheniusa k=koe-Ea/RT lnk=lnko-(Ea/RT)

Zmiany energii podczas przebiegu reakcji egzotermicznej, b) endotermicznej Es- energia substratów, Ea – energia aktywacji, Ep – energia produktów

ELEKTROCHEMIA przemiana energii elektrycznej w chemiczną (elektroliza) przemiana energii chemicznej w elektryczną (ogniwa galwaniczne)

I prawo Faraday’a Masa substancji wydzielonej na elektrodzie jest proporcjonalna do wielkości ładunku elektrycznego, który przepłynął przez elektrolit m = kIt [g] k=M/(z*F) M – masa molowa [g/mol], F – stała Faradaya=96500[C/mol], z – liczba elektronów wymienionych w reakcji I – natężenie prądu elektrycznego [A] t – czas przepływu prądu [s]

II prawo Faraday’a Masy różnych substancji wydzielonych na elektrodach podczas przepływu jednakowego ładunku elektrycznego są proporcjonalne do ich równoważników elektrochemicznych m1/m2=k1/k2

OGNIWA ELEKTRYCZNE proces odwrotny do elektrolizy – reakcji chemicznej towarzyszy przepływ prądu elektrycznego, Ogniwo – dwa półogniwa (elektrody) zanurzone w elektrolicie (roztworze swoich jonów) SEM – różnica potencjałów półogniw SEM=E1 – E2

Potencjał normalny elektrody (E0): płytka metalu zanurzona w 1M roztworze elektrolitu, potencjał mierzony w stosunku odniesienia do elektrody wodorowej

Im bardziej ujemny potencjał normalny, tym większa skłonność metalu do przejścia w stan jonowy, czyli oddania elektronów, Potencjały normalne metali szlachetnych – dodatnie, nieszlachetnych – ujemne Metale nieszlachetne wypierają metale szlachetne z ich roztworów, np. Zn+Cu2+→Zn2++Cu Metale o ujemnym potencjale normalnym przeprowadzają wodór ze stanu jonowego w cząsteczkowy, rozpuszczają się w kwasach Skłonność niemetali do przechodzenia w stan jonowy jest tym większa im bardziej dodatni E0