1 / 9

A moláris kémiai koncentráció

A moláris kémiai koncentráció. A moláris anyagkoncentráció fogalma: adott tiszta anyag egységnyi térfogatban található moljainak száma: c i = n i / V ö . mértékegysége: 1 mol/dm 3 . szokásos jelölése még: c i = [képlet] i . Oldatokban, gázelegyekben alkalmazzuk.

chyna
Download Presentation

A moláris kémiai koncentráció

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. A moláris kémiai koncentráció • A moláris anyagkoncentráció fogalma: • adott tiszta anyag egységnyi térfogatban található moljainak száma: ci = ni / Vö . • mértékegysége:1 mol/dm3. • szokásos jelölése még: ci = [képlet]i. • Oldatokban, gázelegyekben alkalmazzuk. • Gázelegyekben a parciális nyomással arányos: (ni = pi Vö / RT ) ci = ni / Vö= pi Vö / RT/ Vö =pi / RT

  2. A moláris kémiai koncentráció változási sebessége • A koncentráció időszerinti első deriváltja: a differenciahányados határértéke, ha a vizsgálati időintervallum hossza tart a nullához; a koncentráció – idő görbéhez adott időpontban húzott érintő meredeksége (az adott pontból kiinduló húrok meredekségének határértéke): • SI mértékegysége: 1mol/dm3/s. • A koncentrációváltozás leggyakoribb oka az anyagmennyiség-változás (reakció, ha V=állandó):

  3. A reakciósebesség és koncentrációfüggése • A reakciók általánosított reakciósebessége x(t): • A termékkoncentráció szaporodásának, ill. a kiindulási anyagok fogyásával kifejezve: • A kiindulási anyagok kívánt termékké alakításához gyakran ún. katalizátorokat is alkalmazunk (ezek elősegítik, gyorsítják a reakció lejátszódását, de nem alakulnak termékké, mennyiségileg visszamaradnak). Viszont alkalmazott koncentrációjuktól is függhet a reakciók sebessége, nemcsak a kiindulási anyagok aktuális koncentrációjától.

  4. A reakciósebesség koncentrációfüggése: (kinetikai tömeghatás törvénye) • Az adott pillanatnyi reakciósebesség adott hőmérsékleten az egyes kiindulási anyagok (és esetleg a katalizátor) adott időpontbeli koncentrációjától függhet, hatványfüggvényekkel leírható módon, ahol: p,q,r,..paraméterek pozitív hatványkitevők, ún.„reakció-részrendek”, (leggyakrabban egész számok, de lehetnek törtek is) melyeket a reakció szubmikroszkópikus mechanizmusa és esetleges korlátozó, sebességmeghatározó lépése szab meg. k, arányossági tényező, az ún. reakciósebességi állandó, amely adott hőmérsékleten állandónak tekinthető.

  5. A reakciósebesség koncentrációfüggése: (példa az elsőrendű reakciókinetikára) Pl: A  B reakcióra: a sebességi differenciál egyenlet: Ha pl. n=1, akkor a differenciál egyenlet analitikusan megoldható, azaz az A kiindulási anyag cA(t)≡ [A]t koncentrációjának időbeli változása függvényalakban megadható a kezdeti koncentrációja cA(t=0) = [A]0,=cA,0ismeretében: A megoldás időben exponenciálisan csökkenő koncentráció függvényt ad, amelyben t1/2=ln 2/k felezési idő múlva csökken éppen felére a pillanatnyi koncentráció.

  6. A reakciórészrendek kísérleti meghatározása: (például a kezdeti sebességek módszerével:) Ha az A  B reakcióra n=1, akkor a kezdeti reakciósebességek és a kezdeti koncentrációk között egyenes arányosság áll fenn: x~ cn=c1≡c. A vizsgált kiindulási anyag koncentrációinak megválasztásához (mikor is célszerűen csak az egyik anyag kezdeti koncentrációját változtatjuk meg) fognak igazodni a mérhető kezdeti sebességeknek is: c1  x1 c2 = 2 c1  x2 = 2 x1 c3 = 3 c1  x2 = 3 x1 ... ...

  7. A reakciósebesség, reakciósebességi állandók hőmérsékletfüggése • Igen jelentős hőmérsékleti függés figyelhető meg, DT=10°C hőmérséklet emelkedés kb. 2-3-szoros sebességnövekedést is eredményezhet. Mi ennek az oka, ill. kinetikus gázelméleti magyarázata? • 1.) A hőmérséklet emelésével az ütközések gyakorisága (A) nő, de nem a sebességnövekedésnek megfelelő léptékben. • 2.) Csak azok az ütközések hatásosak, vezethetnek reakcióra, amelyekban a részecskék mozgási energiája (Ekin) elér, ill. meghalad egy a reakcióra jellemző minimális értéket az ún. aktiválási energiát (Ea):Ekin ≥ Ea. • A Boltzmann-Maxwell eloszlás szerint azon részecskék részaránya amelyek mozgási energiája meghalad egy bizonyos (aktiválási) energia szintet (Ekin ≥ Ea)az éppen f=Na/N0: Ea (J/mol) R = 8,314 J/K/mol T (K), ha T1 > T2 , akkor f1 >> f2!

  8. A reakciósebességi állandókhőmérsékletfüggése: Arrhénius egyenlet • 3.) A molekuláknak megfelelő felükkel, megfelelő helyzetben kell ütközniük a kötések átrendeződéséhez (ütközésgeometriai faktor: h) pl. 2 NO(g) + Cl2(g) --> 2 ONCl(g) reakció kezdeti elemi részlépése: NO(g) + Cl2(g) --> ONCl(g) + Cl O=N + Cl-Cl  O=N..Cl-Cl, ütközési v. aktivált komplex  O=N-Cl + Cl•, míg az N=O ... Cl-Cl ütközés, nem vezet kötésátrendeződéshez. Ha az ütközési komplex nem túl rövid élettartamú, akkor átmeneti állapotról is beszélhetünk. • A reakciósebességi állandó egyesített hőmérsékletfüggése: az Arrhénius-féle egyenlet:

  9. Az aktiválási energia és a reakcióhő viszonya • Mind endoterm mind exoterm reakciókban az aktiválási energiagátat le kell győzni, hogy a reagensek elérjék az aktivált komplexüknek megfelelő átmeneti állapotot. • A katalizátorok szerepe a szükséges aktiválási Eaenergiagátcsökkentése kedvezőbb aktivált átmeneti állapot biztosítása révén, miáltal megnövekedhet a reakció sebessége, és hamarabb, azaz gyorsabban elérheti a termodinamikai egyensúlyi állapotát a reagáló rendszer. Katalizátor nélkül NO(g) katalizátorral 2SO2(g)+O2(g)+2NO(g)2SO2(g) +2NO2(g)2SO3(g)+2NO(g) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) Energia Ea NO2 A reakció előrehaladása

More Related