Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Varme, uorden og spontanitet

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Varme, uorden og spontanitet"— Utskrift av presentasjonen:

1 Varme, uorden og spontanitet
Kapittel 6

2 Varme, uorden og spontanitet
Begreper: Varme: entalpi Entalpi = varmeinnhold, betegnelse: H Entalpiendring: ΔH Uorden: entropi Entropi = grad av uorden, betegnelse: S Entropiendring: ΔS Spontanitet til en kjemisk reaksjon vurderes ut fra entropi, entalpi og temperatur: ΔH − TΔS < 0

3 Kjemisk energi → Er energi som er lagret i kjemiske stoffer
→ Energien kan avgis i en kjemisk reaksjon ⇒ produktet har lavere energi enn utgangsstoffene: utgangsstoffer → produkter + energi Dette kalles en eksoterm reaksjon

4 Kjemisk energi → Energi kan tas opp i en kjemisk reaksjon
⇒ produktet har høyere energi enn utgangsstoffene: energi + utgangsstoffer → produkter Dette kalles en endoterm reaksjon

5 Entalpi (H) og entalpiendring (ΔH)
Når det skjer en kjemisk reaksjon er entalpiendringen: ΔH = Hslutt − Hstart Eks.: C (s) + O2(g) → CO2 (g) ΔH = HCO2(g) − (HC(s) + HO2(g)) ΔH = − 393 kJ/mol

6 Standard molar entalpi
Entalpiverdien for forbrenning av karbon: ΔH = − 393 kJ/mol Er målt ved å brenne 1,00 mol C i et lukket system ved atm. og 25ºC ⇒ ΔH⊖ = standard molar entalpi for reaksjonen

7 System og omgivelser Ved beregning av ΔH, må vi skille mellom system og omgivelser

8 Eksoterm reaksjon Eksoterm reaksjon:
→ Reaksjonen (systemet) avgir varme (oppvarmer omgivelsene) → Reaksjonen har negativ ΔH

9 Endoterm reaksjon Endoterm reaksjon:
→ Reaksjonen (systemet) absorberer varme (kjøler omgivelsene) → Reaksjonen har positiv ΔH

10 Energiens konstans Den totale energien er konstant (termodynamikkens 1. lov): Energi kan ikke ødelegges eller skapes, bare omdannes fra en form til en annen Empirisk lov Gjelder for et isolert system, for eksempel: - en lukket termos - Universet Når en reaksjon avgir varme, vil omgivelsene motta varmen, og energien forblir konstant i Universet

11 Varme og arbeid Energiformer som kan utveksles er: varme og arbeid
Arbeid i kjemi: - volumarbeid (f. eks. en gass som ekspanderer mot et stempel i sylinderen i en motor) - elektrisk arbeid (elektrokjemi)

12 Entalpiendring ved ulike prosesser
Forbrenningsentalpi - varme fra en forbrenningsreaksjon Smelteentalpi - varme som kreves for å smelte et stoff Bindingsentalpi - varme som kreves for å bryte en binding Løsningsentalpi - varme som kreves for å løse et stoff i vann

13 Forbrenningsentalpi Nøyaktige målinger skjer i en lukket beholder med overskudd av oksygengass

14 Bindingsentalpi → energien er alltid positiv
Bindingsentalpi (ΔH, kJ/mol): er den energi som kreves for å bryte1 mol av en type binding → energien er alltid positiv eller: er den energi som frigjøres for å danne 1 mol av en type binding → energien er alltid negativ

15 Bindingsentalpi CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + H2O(g)
4 C−H bindinger (brytes) 2 O=O bindinger (brytes) 2 C=O bindinger (dannes) O−H bindinger (dannes) Forbrenningsentalpien, ΔH = −822 kJ/mol

16 Energirike stoffer og energiutbytte
Hvor mye energi som avgis ved forbrenning avhenger av bindingene i molekylene til den kjemiske forbindelsen. Hydrokarboner (bygget opp av hydrogen og karbon, hovedbestanddel i råolje) gir størst energiutbytte Jo flere bindinger mellom C − O og O − H som er i molekylet, jo mindre energiutbytte

17 Energiinnhold i stoffer
Kjemiske formler kan gi en indikasjon på hvilke forbindelser som har størst forbrenningsenergi F. eks. forbrenning i kroppen: Karbohydrat Fett Aminosyre (byggestein i proteiner)

18 Spontane prosesser - er prosesser som går av seg selv
- noen trenger å initieres, men går deretter av seg selv - er ikke alltid en rask prosess - alle forbrenningsreaksjoner er spontane - de fleste eksoterme reaksjoner er spontane - noen endoterme reaksjoner er spontane

19 Entropi (S) Sgass > Svæske > Sfast stoff
- måles i : - er et mål på uorden (graden av uorden) - øker med temperaturen (T), fordi atomene vibrerer mer når T øker Sgass > Svæske > Sfast stoff For en perfekt krystall er S = 0, dette er kun ved det absolutte nullpunkt (T = 0 K eller t =−273,15ºC)

20 Endring i entropi (ΔS) ΔS > 0, entropien øker
Entropiendring for et system som går fra en starttilstand til en sluttilstand: ΔS = Sslutt − Sstart Entropiendring for en kjemisk reaksjon: ΔS = Sprodukter − Sutgangsstoffer ΔS > 0, entropien øker

21 Entropiendring

22 Det er lettere å rote enn å rydde
Entropien øker Entropien i et isolert system øker (termodynamikkens 2. lov) Isolerte systemer, eks.: - en lukket termos - Universet ⇒ 1. og 2. lov: I et isolert system er energien konstant, mens entropien øker Det er lettere å rote enn å rydde

23 Spontane reaksjoner Spontane reaksjoner er avhengig av entalpi, entropi og temperatur ⇒ Formelen for Gibbs energi ΔG = ΔH − TΔS Spontane reaksjoner har vi når: ΔH − TΔS < (T er temperatur i kelvin, K)

24 ΔH − TΔS < 0 Ved tilstrekkelig høy temperatur vil TΔS (uorden) ha overtaket (da er stoffer brutt ned til mindre fragmenter, ioner eller atomer) Ved lav temperatur er det ΔH som bestemmer ΔH ΔS ΔH − TΔS Resultat negativ positiv spontan ikke spontan negativ ved høy temp. negativ ved lav temp


Laste ned ppt "Varme, uorden og spontanitet"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google