Терминдер

Түзілу энтальпиясы – 1 моль күрделі зат жай заттардан түзілгенде бөлінетін немесе сіңірілетін жылу мөлшері
4Р(қ)+5О2(г)=2P2O5(қ)+3010 кДж
∆Н(f) 3010/2= 1505 кДж/ моль
Жану энтальпиясы- 1 моль зат (жай немесе күрделі) жанғанда бөлінетін немесе сіңірілетін жылу мөлшері.
∆Н(жану )Р=3010/4= 752,5 кДж/моль
∆H0= m*c* ∆T
m- реагенттердің массасы
C-жылу сыйымдылығы
∆T- (К) температуралардың айырмасы
Жай заттардың түзілу энтальпиясы үнемі нөлге тең.

Гесс заңы- химиялық реакцияның жылу эффектісі оның жүру жолына тәуелсіз, өнім мен реагенттердің энергетикалық күйлерінің айырмасымен анықталады.

Гесс заңының 1- салдарына есеп
2С6Н6+15 О2=12СО2+6Н2О
-82,9 0 -393,5 -241,8
кДж/моль
∆Н-?
∑(∆H0)=12*(-393,5)+6*(-241,8)-2*(-82,9)+15*0=(-40722-1450,8)-165,8=-6007 кДж
ΔHх.р=-6007 кДж
1-салдар. Реакцияның энтальпиясы өнім мен реагенттердің түзілу энтальпияларының айырмасына тең.
∆H0 = ∑n· Δf ∆H0 (өнім.) – ∑n· Δf ∆H0 (реагент)
Мұнда n – заттың мөлшері (заттың алдындағы коэффициент);
∆H0

Гесс заңының 1- салдарына №2- есеп
Фосфин жанғанда фосфор ангидриді мен су түзіледі. Сонымен қатар 2452,8 кДж жылу бөлінеді. Фосфиннің түзілу жылуын есептеңіз.
2PH3+4O2=P2O5+3H2O
-2452,8=(-1542,9+3*(-285,9))-2*ΔHf(РН3)
-2452,8=-2400,6-2x
52,2=2x
X=26,1кДж/моль
Оң сан шықты, яғни фосфиннің түзілуі эндотермиялық реакция
∆H0 Р2О5 (f)=1542,9 кдж/моль
∆H0 Н2О(f)=285,9 кдж/моль
Фосфиннің түзілу жылуын есептеңіз.
Бұл жерде сандар жылу ретінде берілгендіктен энтальпияны жазғанда қарама -қарсы таңбамен жазамыз.

Гесс заңының 3- салдары
СН4+2О2=CO2+2H2O
C мен С , Н2 мен Н2 қысқарады.
ΔHх.р=74,85+ (-393,51+ (-483,62)= 74,85+ (-877,11)=802,28 кДж/моль

Гесс заңының 3- салдарына мысал
H2S=S+H2 ΔH4=+20,17 KДж
H2+0,5O2= H2O ΔH2=-286,0 Кдж
S+O2=SO2 ΔH3=-297,0 кДж
H2S+1,5O2=H2O+SO2
ΔHх.р= ΔH4+ΔH2+ΔH3=20,17+(-286,0+(-247,0))=20,17+(-583)=-562,83 кДж/моль

Мысал№1
Берілгені:
1) 2H2O → 2H2+O2 ΔН1=-572 кДж
2) *(-1) 2HF → H2+F2 ΔН2=-542 кДж
__________________________________
2F2+2H2O = 4HF +O2 ΔHхр=?

Шешуі:
2H2O → 2H2+O2 ΔН1=-572 кДж
2H2+2 F2→4HF ΔН2=1084 кДж
__________________________________
2H2O +2F2→4HF + O2
ΔHжалпы=ΔH1+ΔH2 ΔHхр= -512кДж

Мысал№2
Берілгені:
С (қ) + О2 (г) = СО2(г) ΔН1=-393,5 кДж
СО(г) + 1/2 О2 (г) = СО2(г) ΔН2=-283,0 кДж
__________________________________
С (қ) + 1/2 О2 (г) = СО(г) ΔHхр=?

Шешуі:
С (қ) + О2 (г) = СО2(г) ΔН1=-393,5 кДж
СО2(г) →СО(г) + 1/2 О2 (г) ΔН2= 283,0 кДж
_________________________________
С (қ) + 1/2 О2 (г) = СО(г) ΔHхр= -393+283,0=-110,5кДж

Суреттерді не байланыстырады?

Павлодар қ., ХББ НЗМ
Суреттерді не байланыстырады?

«Ретсіздік»

Өздігінен жүретін және өздігінен жүре алмайтын құбылыстар бар (мысалдар келтіріңіздер).
Өздігінен жүретін процесстер (спонтанды) – сыртқы күштің әсерінсіз жүретін үрдістер.
Өздігінен жүрмейтін процесстер (спонтанды емес) – қандай да бір сыртқы күштің әсерінен, яғни сыртқы энергияның жұмсалуымен жүретін үрдістер.
Павлодар қ., ХББ НЗМ
Өздігінен жүретін және өздігінен жүрмейтін процесстер (спонтанды, спонтанды емес)

Павлодар қ., ХББ НЗМ
Өздігінен жүретін және өздігінен жүрмейтін процесстер (спонтанды, спонтанды емес)

Спонтанды (өздігінен жүретін) процесстер
Спонтанды емес (өздігінен жүрмейтін) процесстер
5. Электролиттердің сулы ерітіндіде иондарға ыдырауы:
4. Газдар мен сұйықтықтардағы диффузия
3. Судың айналымы
2. Терімдің таттануы
1. Тастың таудан құлауы
1. Газдың сығылуы
2. Тоңазытқыштың жұмысы
работ
3. Судың электролизі
4. Доңғалақты насоспен үрлеу
Павлодар қ., ХББ НЗМ
Өздігінен жүретін және өздігінен жүрмейтін процесстер (спонтанды, спонтанды емес)

Процесстің спонтанды болатын/болмайтындығын қалай анықтауға болады? Ол тек энтальпиялық факторға тәуелді ме?
Бертло -Томсен принципі (19 ғасырдың ортасы) бойынша өздігінен тек экзотермиялық реакциялар жүреді:
А + В → АВ ΔΗ<0 (мысалы, сутек пен оттектен судың түзілуі; метанның жануы)
А + В → С+D ΔΗ<0 (мысалы, бейтараптану реакциясы, т.с.с)
Иә, 95% барлық қайтымсыз процесстер үшін бұл принцип сақталады, алайда 5% реакцияларда керісінше тәуелдідік байқалады, мысалы:
NH4NO3 → NH4+ aq+ NO3_aq ΔΗ>0
N2O4 → 2NO2 ΔΗ>0
Мұздың еруі ΔΗ>0
Яғни, егер жүйе ретсіздік күйге келсе, эндотермиялық процесстер де спонтанды жүре алады.
Сонымен, жүйенің тек жылуды сіңіру немесе бөле алатындығы жайлы ақпараты (энтальпиялық фактор) арқылы ғана кез келген процесстің жүре алу мүмкіндігі туралы айта алмаймыз.
Энтропиялық факторды да ескеру керек
Павлодар қ., ХББ НЗМ

Спонтанды жүретін процесстердің кейбір мысалдары
(энтальпия мәндері)
Павлодар қ., ХББ НЗМ

Павлодар қ., ХББ НЗМ
Энтропия
1865 жылы Рудольф Клаузиус алғашқы рет осы түсінікті енгізген.
Реттілігі жоғары күйден реттілігі төмен күйге ауыса жүретін физикалық немесе химиялық өзгерістер спонтанды түрде жүреді. Бұл бақылау жүйедегі және оның айналасындағы жалпы өзгеріске қатысты.
Жүйедегі ретсіздік деңгейінің өлшемі энтропия деп аталады, белгіленуі «S»
Энтропия – оқшауланған жүйелер үшін процестің жүру мүмкіндігін, бағытын көрсететін негізгі белгі
Clausius, Rudolf Julius Emanuel
1822-1888

Энтропия артады (ΔS > 0)

Павлодар қ., ХББ НЗМ
1-тапсырма
Әрбір жұптан энтропиясы жоғары болатын жүйені анықтаңыз.
Дұрыс жауап

Кейбір элементтер мен қосылыстардың стандартты энтропия мәндері S0298
Заттың 298 K (25 °C) және 100 кПа стандартты жағдайда анықталған энтропиясы стандартты энтропия деп аталады және қысқаша S∘298 немесе жай S∘ түрінде жазылады.

Химиялық реакцияның стандартты энтропия өзгерісін есептеу
Павлодар қ., ХББ НЗМ
ΔS0реак – реакцияның стандартты энтропия өзгерісі
ΣΔS0(өнімдер) − барлық өнімдердің стандартты энтропияларының қосындысы
ΣΔS0(реагенттер) − барлық реагенттердің стандартты энтропияларының қосындысы
Физикалық және химиялық процестердегі стандартты энтропия өзгерісін өнімдер мен реагенттердің жалпы энтропияларының айырмасы ретінде есептеуге болады

Энтропия
Термодинамикалық жабық жүйеде энтропия өздігінен жүретін процесстердің жүру бағытын сипаттайды.
Клаузиус теңсіздігі
Қайтымды үрдістер үшін энтропия тұрақты болып қалады
Қайтымсыз үрдістер үшін энтропия өзгерісі әрдайым оң мәнді қабылдайды
Павлодар қ., ХББ НЗМ

Exothermic Process
ΔSsurr > 0
Endothermic Process
ΔSsurr < 0
Қоршаған ортаның энтропия өзгерісі (ΔSқорш.орта)

Қоршаған ортаның энтропия өзгерісі.
Жалпы энтропия өзгерісі.
Павлодар қ., ХББ НЗМ
Егер жүйе мен қоршаған ортаның жалпы энтропия өзгерісі оң мәнге ие болса, онда химиялық немесе физикалық өзгеріс спонтанды жүреді

Жүйенің ΔH және ΔS мәндері нені білдіреді?

Қайтымды химиялық процесстер
Қайтымсыз химиялық процесстер
2H2 + O2 ⇄ 2H2O; ΔН<0
N2O4 ⇄ 2 NO2 ; ΔΗ>0
N2 + 3H2 ⇄ 2NH₃
Тұздардың гидролизі
Термокраскалар (термоиндикаторлар):
Ag2HgJ4 (сары-қара қоңыр, 50°С)
Cu2HgJ4 (қызыл-қоңыр, 65°С)
Нәтижесінде тұнба түзіле жүретін реакциялар:
Ba(NO3)2 + K2SO4 → BaSO4↓ + 2KNO3
Нәтижесінде газ түзіле жүретін реакциялар:
Na₂CO₃ + HCl → NaCl + CO₂ + H2O
Жану реакциялары:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Ыдырау реакцияларының көбі:
(NH₄)₂Cr₂O₇ → N₂ + Cr₂O₃ + 4H2O
Бейтараптану реакциялары (қышқылдық-негіздік титрлеу)
HCl + NaOH → NaCl + H2O
Қайтымсыздық – ашық жүйелерде
Павлодар қ., ХББ НЗМ
*Қайтымды және қайтымсыз процесстер

Қорытындылау

Гиббстің еркін энергиясы-G бұл максимал жұмысты орындау үшін қолданылатын жүйенің жалпы энергиясының бір бөлігі. Ол изобаралық-изотермиялық жағдайларда, яғни p=const, T=const шарттарындағы өздігінен жүретін процестердің бағытын сипаттайды. Бұл шаманың абсолюттік мәнін өлшеу мүмкін емес, сондықтан функционалдық өзгерісі қолданылады.
Гиббс энергиясының теңдеуі
∆

ΔG мен реакцияның жүру мүмкіндігін болжау

Гиббс энергиясын есептеу
ΔG0 – күй функциясы:
ΔG0реакция = Σ ni·G0түз (өнім) - Σ nj·G0түз (реагенттер)
ΔG0түз(жай зат) = 0
Өлшем бірлігі: кДж/моль
Тр = ΔH0/ΔS0 – тура және кері реакцияның теңгерімсіздік температурасы

Стандартты Гиббc түзілу энергиясы
Стандартты Гиббc түзілу энергиясы (?G°түз.298) - стандартты жағдайда 1 моль зат өзін құраушы жай заттардан түзілген кездегі Гиббс энергиясының өзгерісі, реакция стандартты жағдайда жүреді, өлшем бірлігі кДж/моль

Стандартты Гиббc түзілу энергиясы

Мысал 1. Ацетиленнің жану реакциясы:
С2Н2 (г) + 5/2О2 (г) = 2СО2 (г) + Н2О (ж)
тура реакцияның Гиббс энергиясын табу үшін арнайы кестедегі берілгендерді қолданамыз
Шешу жолы:
ΔG= [2(CO2) + (Н2O)] – [ (С2Н2) + 5/2 (O2)]=
= 2(-394,38) + (-237,19) - [(209,20) = -1235,15 кДж.

Мысал 2. Берілген процесс үшін энтальпия, энтропия және Гиббс энергиясының өзгерісін есептеңіз, түсіндіріңіз :
Сu2S(к) + 2O2(г) = 2CuO(к) + SO2(г)