Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Varme, uorden og spontanitet Kapittel 6. Varme, uorden og spontanitet Begreper: Varme: entalpi Entalpi = varmeinnhold, betegnelse: H Entalpiendring: ΔH.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Varme, uorden og spontanitet Kapittel 6. Varme, uorden og spontanitet Begreper: Varme: entalpi Entalpi = varmeinnhold, betegnelse: H Entalpiendring: ΔH."— 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 = H slutt − H start Eks.: C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g) ΔH = H CO 2 (g) − (H C(s) + H O 2 (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 1 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 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 CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + H 2 O(g) 4 C−H bindinger (brytes) 2 O=O bindinger (brytes) 2 C=O bindinger (dannes) 4 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 FettAminosyre (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) - måles i : - er et mål på uorden (graden av uorden) - øker med temperaturen (T), fordi atomene vibrerer mer når T øker S gass > S væske > S fast 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) Entropiendring for et system som går fra en starttilstand til en sluttilstand: ΔS = S slutt − S start Entropiendring for en kjemisk reaksjon: ΔS = S produkter − S utgangsstoffer ΔS > 0, entropien øker

21 Entropiendring

22 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

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 < 0 (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 ΔHΔHΔSΔSΔH − TΔSResultat negativpositivnegativspontan positivnegativpositivikke spontan positiv negativ ved høy temp. spontan negativ negativ ved lav temp spontan


Laste ned ppt "Varme, uorden og spontanitet Kapittel 6. Varme, uorden og spontanitet Begreper: Varme: entalpi Entalpi = varmeinnhold, betegnelse: H Entalpiendring: ΔH."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google