Karteikarten

כימיה פיזיקלית

Sarah Winkler Englisch 45 Karten

Karten in diesem Stapel (45)

1עקרונות התמיסה*תערובת הומוגנית של 2+ חומרים
*גבול הרכב תמיסה-רוויה, מעל רוויה נוצר משקע
*מרכיבי התמיסה מאבדים את תכונותיהם המקוריות.
*תכונה של מרכיב בתמיסה- תכונה חלקית מולרית
2תכונה חלקית מולריתContribution that a component of a mixture makes to overall extensive property of a solution. e.g. Partial molar volume of substance X in a mixture is the change in volume per mole of X added to the mixture. Pressure and temp=constant
ḡi-partial molar property
e.g. Vmix=n1V̄1+n2V̄2
3Normalityתמיסה מחמצן/מחזר- מספר גרם אקוויולנטי של מחמצן/מחזר לליטר אחד של תמיסה. כל אלקטרון שהתגובה צריכה לחמצון/חיזור זה 1 גרם אקוויולנט.
4Lewis-partial molar volume1. E1-2>1/2(E1-1+E2-2)--> Vmix<[n1v1º+n2v2º]
2. E1-2<1/2(E1-1+E2-2)--> Vmix>[n1v1º+n2v2º]
3. E1-2=1/2(E1-1+E2-2)--> Vmix=[n1v1º+n2v2º]
5מול תמיסהכמות מסוימת של תמיסה כאשר מספרי מולים של המרכיבים שווה לשבר מולי שלו
Xc=0.1 mol
XFe=0.9 mol
6Gibbs-Duhem equationexpresses the change in chemical potential (change in Gibbs free energy when P, T=const) relative to each partial molar property of each material.
7Binary Solutionmixture of two liquids that are completely homogenous.
8מסקנות לתכונות חלקיות מולריות*סימני נגזרות הפוכים, מגדילים ריכוז של חומר, תכונה אחת עולה והשניה יורדת.
*כאשר בעקומה אחת יש מקסימום, בשני יש מינימום
*כאשר ריכוז נמוך ההשפעה משמעותית יותר.
9תמיסה אידיאלית1. ε1-2= 1/2(ε1-1+ε2-2)
2. פוגאסיטי של גז מעל תמיסה פורפורציונלית לשבר מולי של אותו רכיב בתמיסה הנוזלית
3. Vi=V̄-->ΔV=0 (works for enthalpy too)
4.חוק ראול: במקרה שגז מעל תמיסה היא אידיאלית, ניתן להשתמש בלחץ חלקי: Pi=PiºXi
10תמיסה ריאליתהגדלת ריכוז מומס--> עלייה בטמפרטורת רתיחה.
טמפרטורת התמצקות של תמיסה יורדת עם הגדלת ריכוז מומס.
11Cryoscopic/Ebullioscopic constantsEbullioscopic- שינוי בטמפרטורת רתיחה של תמיסה כשהמומס בריכוז נמוך מאד
Cryoscopic-שינוי בטמפרטורת קיפאון כשהמומס בריכוז נמוך מאד
12עקרון הפאזות של גיבסF=C+2-P
F: degree of freedom
P: number of phases
C: components of the system (total number of components in reactants and products, minus the number of reactions)
Graph: if the reactions takes place on the lines, there are 2 phases, if it's in one of the specific phases, there is 1, and on the triangle point in the middle- there are three phases.
F=0--> non variant
F=1--> mono variant...
13דיאגרמת שיווי משקליש שלושה מקרים בנוגע להתמוססות של חומרים: התמוססות מלאה, חלקית, ללא. ככל שטמפרטורת המערכת גדלה, כך התמוססות החומרים
14דיאגרמת שיווי משקל של מערכות בינאריותנקודת eutectic- נקודה בה 3 פאזות: שני מוצקים ונוזל. נקודה זו היא מפגש בין קווי ה- solidus & liquidus. שמתחת לקו הsolidus כל החומרים במצב מוצק, ומעל לקו של הliquidus כל החומרים במצב נוזלי, ביניהם יש 2 פאזות.
15דיאגרמת שיווי משקל של מערכת בינארית בלתי מוגבלת
16תהליך זיקוקנחמם פעם ראשונה לקבלת גז בהרכב שרובו חומר B נקרר לנוזל שרובו חומר B, לאחר מכן נחמם שוב לאידוי חומר B וקבלת גז בלי חומר A בכלל.
17קינטיקה של תגובות כימיותטרמודינמיקה: קביעת כיוון התגובה, ש״מ, אפשרות לחשב יחסי מגיבים תוצרים, השפעת חום תגובה.
קינטיקה: מתעסקת במהירות, מנגנון, דרך התגובה.
הומוגנית: כל המרכיבים באותה הפאזה
הטרוגנית: חומרים בפאזות שונות.
18מהירות תגובהV=molar/sec
V̄=ΔCi/Δt
Vi= dCi/dt
19גורמים משפיעים על מהירות התגובה1. טבע החומרים
2. ריכוז החומרים בתגובה
3. טמפ׳
4. גורמים חיצוניים: לחץ, שדה חשמלי/מגנטי, קרינה...
20ריכוזי החומרים בתגובה- משוואת גולדבר-וואגרA+2B-->AB2
V=K*CA*CB^2
21סדר תגובה כימיתסכום של כל החזקות של הריכוזים לפי משוואת המהירות.
רק במקרה אלמנטרי ניתן להחשיב את יחסים הסטויכיומטרים סדר של כל מרכיב בתגובה.
סדר תגובה בין 0 ל-3 (לא רק מספרים שלמים).
מתאר את השפעת ריכוז החומר על המהירות התגובה.
22מולקולריות של תגובה כימיתמספר מולקולות המשתתפות במעשה אלמנטרי של תגובה. יכול להיות בין 1-3 רק מספרים שלמים.
23קביעת סדר תגובה- שיטת הבידודכדי לקבוע פרמטר אחד יש לקבע את האחרים.
Cb-const
V=K'*Ca^n1 (K'=K*Cb^n2)
24קביעת סדר תגובה- שיטה גרפית סדר 1V=k*c
ln(C0/C)=k*t
גרף של lnC נגד זמן, קבלת קו יורד ישר=סדר 1.
זמן מחצית החיים כשחצי מריכוז ההתחלתי הגיב. t1/2 = ln2/k
כך שזמן מחצית החיים של סדר ראשון אינו תלוי בכמות החומר.
25קביעת סדר תגובה- שיטה גרפית סדר 2V=k*c^2
1/C-1/C0=k*t
מחצית חיים:
t1/2=1/(k*C0)
26קביעת סדר תגובה- שיטה גרפית סדר 3V=k*C^3
1/(2c^2)-1/2C0^2=k*t
t1/2=3/2KC0^2
27קביעת סדר תגובה- שיטה גרפית סדר 0V=K
מהירות תגובה לא תלויה בריכוז
C0-C=k*t
t1/2=C0/2k
28השפעת טמפרטורה על מהירות התגובהבהגדלת טמפ׳ קבוע מהירות התגובה תמיד עולה.
29משוואת ארניוסE- אנרגיית אקטיבציה של תגובה כימית, מספיק אנרגיה = עודף אנרגיה.
30משוואת ארניוס 2lnK=(-E/R)*1/T +A
אם מקבלים שינוי באנרגיית שפעול, זה מעיד על שינוי במנגנון או בטמפ׳.
טמפ׳ משפיעה על מהירות תגובה מכיוון שבהעלת טמפ׳ כמות המולקולות בעלי אנרגיית שפעול ומעלה עולה, ומכיוון שמספר התנגשויות המולקולות עולה.
לפי בולצמן התלות של מהירות התגובה בטמפ׳ עולה אקספוננציאלית.
31התנגשויות כפולותZ מסמל את תדירות ההתנגשויות. כיוון שלא כל התנגשות נותנת תוצר, בגלל שדרושה זווית התנגשות מתאימה ואנרגיית אקטיבציה מתאימה. לכן V שונה מZ.
32קומפלקס משופעלתוצר ביניים לאחר התנגשות מוצלחת בעלת אנרגיית שפעול מספיקה. ובו כל מרכיבי התגובה. דוגמא:
AB+CD-->ABCD-->AC+ BD
33קינטיקה של תגובה הטרוגניתמגיבים בפאזות שונות, תגובה מתרחשת בגבול שבין הפאזות. 3 שלבים:
1. נדידת מגיבים לגבול שבין הפאזות
2. תגובה כימית עצמה
3. נדידת תוצרים ממקום התגובה.
34מנגנונים של נדידת החומרים מנגנון הסעהמנגנון הסעה- convection
תנועת פאזה כולה, כל החומר זז
U- מהירות תנועת הפאזה
C- ריכוז
Vconv=U*C
35מנגנונים של נדידת החומרים מנגנון דיפוזיה מולקולריתmolecular diffusion
תווך חסר תנועה
סיבה לדיפוזיה מולקולרית היא הפרש ריכוזים מגבוה לקטן.
מדען פיק קבע שמהירות דיפוזיה היא מהירות ליחידת זמן.
36חוק 2 של פיק של דיפוזיה מולקולריתδ- מרחק של שכבה דיפוזיונית
אופי של δ:
1. בתוך השכבה אין הסעה.
2. מעבר חומר דרך שכבה דיפוזיונית מתרחש רק על חשבון דיפוזיה מולקולרית
3. לעובי השכבה הדיפוזיונית, ריכוז משתנה לפי גרדיאנט מ-C0 לCa שבגבול.
4. בהגדלת מהירות תנועת הפאזה, עובי של שכבה הדיפוזיונית קטן.
37קריטריונים לתיאור התנועה:1. קריטריון מעבר מסה nusselt
ככל שמספר nusselt גבוה יותר, כך התנועה תהיה טורבולנטית.
2. prandtl number-מתאר תכונות כימיקליות פיזיקליות.
3. אופי של התנועה לפי reynolds. נותן אינדיקציה מתי תנועה עוברת מטורבולנטית ללמינרית. עד 2300- למינרית, מעל- טורבולנטית.
38משוואת מהירות של תגובה הטרוגנטיתV=Vd=Vr
39מקרים ספציפים במשוואת מהירות הטרוגנטית1. Kr<>D/δ
V=D/δ*C0
מהירות זו הינה גבוהה מאד, דיפוזיה לא מספיקה, מקרה זה מהווה בקרה דיפוזיונית.
3. Kr≃D/δ
דיפוזיה מתרחשת לאט, מהר במיכל סגור, ריכוז שווה לריכוז בש״מ.
40תגובה הטרוגנית חד מולקולרית
41השוואה בין אנרגיית שפעול של דיפוזיה לאנרגיית שפעול של תגובה כימיתלרוב Er>>Ed
Ed- 5-20 kj/mol
Er-50-200kj/mol
גרף:
T>T*- בקרה קינטית
T
42קטליזה וקטליזטורים*מגדיל מהירות תגובה
*חיובי או שלילי (מעכב)
*משפיע לתגובה ישירה והפוכה (עד להגעה לש״מ)
*נכנס משתתף בתגובה ויוצא באותה כמות
43פעולות הקטליזטור1. פועל בשני הכיוונים, מוריד אנרגיית שפעול של התגובה, מגדיל קבוע מהירות
2. משפר את ההתמצאות הסטרית של המולוקות כך מעלה יעילות של התנגשויות
44קטליזה הומוגנית1. A+B-->AB#-->C+D, E1
2. A+B+K-->ABK#-->C+D+K, E2
3. A+B+K-->ABK#-->C'+D'+K, E3
E2K1
45משוואת מהירות עם קטליזטורניתוח המשוואה:
מקרה 1: קבוע ש״מ קרוב ל1, משוואה לא משתנה
מקרה 2: K#<<1--> סדר תגובה 2
מקרה 3: K#>>1--> סדר תגובה 0