Banner-baigiang-1090_logo1
Banner-baigiang-1090_logo2

MUỐN TẮT QUẢNG CÁO?

Thư mục

Quảng cáo

Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • Tìm kiếm theo tiêu đề

    Tìm kiếm Google

    Quảng cáo

    Quảng cáo

  • Quảng cáo

    Hướng dẫn sử dụng thư viện

    Hỗ trợ kĩ thuật

    Liên hệ quảng cáo

    • (04) 66 745 632
    • 0166 286 0000
    • contact@bachkim.vn

    ViOLET Chào mừng năm học mới

    Nhiệt động lực học hóa học

    Nhấn vào đây để tải về
    Báo tài liệu có sai sót
    Nhắn tin cho tác giả
    (Tài liệu chưa được thẩm định)
    Nguồn: Ngô Cao Long
    Người gửi: Nguyễn Minh Châu
    Ngày gửi: 07h:38' 05-02-2017
    Dung lượng: 3.9 MB
    Số lượt tải: 27
    Số lượt thích: 1 người (Nguyễn Minh Châu)
    NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC
    Nội dung
    1. Các khái niệm cơ bản
    2. Nguyên lý 1 của NĐLH và hiệu ứng
    nhiệt của quá trình HH
    3. Nguyên lý thứ 2 của NĐLH và chiều
    quá trình HH
    Phân bố những công trình nhiệt động quan trọng
    1. Các khái niệm cơ bản
    Đối tượng nghiên cứu
    Nhiệt động lực học là khoa học nghiên cứu các quy luật về sự biến hóa từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác.
    Cơ sở của nhiệt động lực học là 2 nguyên lý nhiệt động lực học
    Hệ (nhiệt động ) là phần (trong phạm vi hóa học) đang được khảo sát về phương diện trao đổi năng lượng và vật chất.
    Phần còn lại ở xung quanh là môi trường ngoài đối với hệ.
    Hệ hở là hệ có thể trao đổi cả năng lượng lẫn vật chất với môi trường ngoài.
    Hệ kín là hệ chỉ trao đổi năng lượng với môi trường ngoài nhưng không trao đổi vật chất với môi trường ngoài
    Hệ cô lập là hệ không trao đổi cả năng lượng lẫn vật chất với môi trường ngoài.
    Hệ đồng thể là hệ có các tính chất lý hoá học giống nhau ở mọi điểm của hệ nghĩa là không có sự phân chia hệ thành những phần có tính chất hoá lý khác nhau
    Hệ dị thể là hệ có bề mặt phân chia thành những phần có tính chất hoá lý khác nhau
    Hệ cân bằng là hệ có nhiệt độ, áp suất, thành phần giống nhau ở mọi điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian
    Trạng thái của hệ là toàn bộ các tính chất lý, hoá của hệ.
    Thông số trạng thái: Trạng thái của hệ được xác định bằng các thông số nhiệt động là: nhiệt độ T, áp suất P, thể tích V, nồng độ C…
    Hàm trạng thái là đại lượng nhiệt động có giá trị chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ mà không phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ
    Quá trình là sự biến đổi xảy ra ở trong hệ gắn liền với sự thay đổi ít nhất 1 thông số trạng thái
    Quá trình xảy ra ở áp suất không đổi (P= hằng số) gọi là quá trình đẳng áp
    ở thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích
    ở nhiệt độ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt…
    Quá trình thuận nghịch và Quá trình không thuận nghịch
    Quá trình thuận nghịch: là biến đổi mà các trạng thái trung gian của hệ trải qua được xem như do các quá trình cân bằng. Một cách đơn giản để xác định tính chất thuận nghịch của một biến đổi là khảo sát xem biến đổi ngược lại có thể xảy ra được hay không khi chỉ thay đổi rất ít điều kiện thực nghiệm. Nếu biến đổi ngược xảy ra được thì đó là biến đổi thuận nghịch, nếu biến đổi ngược không xảy ra được thì đó là biến đổi bất thuận nghịch (hay biến đổi tự nhiên).
    Quá trình thuận nghịch
    Quá trình bất thuận nghịch
    Quá trình tự diễn biến
    (Spontaneous Processes)
    Không cần sự giúp đỡ bên ngoài
    NDH cho biết chiều hướng và giới hạn mà không đề cập tốc độ
    Nhiệt & Công
    Nhiệt
    Nhiệt lượng Q cần dùng để đưa nhiệt độ của m (g) chất từ T1 đến T2
    Q = m C (T2 - T1 )
    C: nhiệt dung riêng
    Công
    Công thay đổi thể tích
    A = Pngoài ΔV (ΔV = V2 – V1 )
    2. Nguyên lý 1 NĐLH
    Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học
    Trong đó: ΔU = U2 – U1 là biến thiên nội năng của hệ
    Nhiệt đẳng tích & Nhiệt đẳng áp
    Nguyên lý 1
    Nếu quá trình là đẳng áp
    Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hoá học
    (Nhiệt hóa học)

    a. Nhiệt tạo thành ( sinh nhiệt) của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ứng với trạng thái bền vững nhất trong những điều kiện đã cho về áp suất và nhiệt độ.
    Ví dụ: C(r) + O2(k) =CO2(k)
    Nhiêt sinh của một đơn chất =0
    b. Nhiệt phân hủy của một hợp chất là hiệu ứng nhiệt của phản ứng phân hủy 1 mol chất thành các đơn chất.
    Ví dụ:
    c. Nhiệt cháy: là hiệu ứng nhiệt của phản ứng cháy 1 mol chất bằng ô xi để tạo thành sản phẩm cháy ở áp suất không đổi
    Ví dụ:
    Entanpi của phản ứng
    Định luật Hess và hệ quả
    Hệ quả 1: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt tạo thành của sản phẩm trừ đi tổng nhiệt tạo thành của các tác chất ( có kể đến các hệ số phản ứng của các chất)
    Ví dụ: Cho phản ứng
    Tính sinh nhiệt mol tiêu chuẩn của PCl5 (r), biết sinh nhiệt mol tiêu chuẩn của PCl3(r) là -607,2 kJ/mol
    Hệ quả 2: Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng bằng tổng nhiệt cháy của các tác chất trừ tổng nhiệt cháy của các sản phẩm (có kể các hệ số phản ứng của tác chất)
    Hệ quả 3: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng bằng tổng năng lượng các liên kết bị đứt trừ tổng năng lượng liên kết được gắn. (có kể các hệ số phản ứng của tác chất)
    ΔH0 298 = ΣE(đứt) – ΣE(gắn )
    Ví dụ: Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng:
    3. Nguyên lý 2 của NĐLH và
    chiều của quá trình HH
    Entropi là đại lượng đặc trưng cho mỗi trạng thái của hệ
    Nó biểu diễn độ tự do, xáo trộn, mất trật tự của các phân tử (nguyên tử) trong hệ đang xét.
    Đối với hệ biến đổi thuận nghịch:
    Đối với hệ biến đổi không thuận nghịch:
    Entropi
    Entropy của các trạng thái tập hợp
    Entropy tăng với chuyển động tự do của phân tử
    Vì vậy: S (g)>S(l)>S(s)
    Chất rắn hòa tan trong dung dịch entropy tăng
    Entropy của quá trình chuyển pha
    Kim cương và than chì
    Graphite 5.7 J / K mol
    Diamond 2.4 J / K mol
    C trong kim cương trật tự hơn
    Biến thiên Entropi của phản ứng hóa học
    (có kể các hệ số phản ứng của tác chất)
    Ví dụ: Tính biến thiên Entropi tiêu chuẩn của phản ứng:
    Biến thiên Entropy trong môi trường xung quanh
    Nhiệt vào hoặc ra khỏi hệ tạo ra sự biến thiên Entropy trong môi trường xung quanh
    Với quá trình đẳng nhiệt

    Với quá trình đẳng áp: Qsys= ∆H0
    Kết hợp nguyên lý 1 & 2 NĐHH :
    Chiều phản ứng
    Ở điều kiện tiêu chuẩn:
    Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của một chất (tinh khiết) là độ biến thiên thế đẳng áp của phản ứng tạo thành một mol chất đó từ các đơn chất bền ở điều kiện tiêu chuẩn.
    Tính biến thiên thế đẳng áp trong phản ứng hóa học
    ∆G0pu = ∆G0tt(sp) – ∆G0tt(tac chat)

    trong đó ∆G0tt thế đẳng áp tạo thành của các chất tương ứng
    Ví dụ: Tính biến thiên thế đẳng áp tiêu chuẩn của phản ứng sau:
    Năng lượng tự do và cân bằng hóa học
    Thương số phản ứng Q
    Q= Tích số nồng độ các chất sản phẩm / Tích số nồng độ các tác chất (với lũy thừa là hệ số tỷ lượng)
    K hằng số cân bằng, Q ở điều kiện cân bằng
    Pư tạo sản phẩm
    Pư tạo tác chất
    Cân bằng
    Năng lượng tự do và cân bằng hóa học
    Năng lượng tự do khi không ở điều kiện tiêu chuẩn (T=298, p=1, tất cả các chất = 1M, Q=1)
    Ở điều kiện tiêu chuẩn từ trên ta có ∆G = ∆G0
    Khi chuyển pha ở T=Const
    Ví dụ: quá trình sôi,
    Khi cân bằng ∆G=0, tức là ∆G0=0
    Chuyển pha loại 2
    Chuyển pha loại 1
    Phương trình Clapeyron-Clausius
    Ở đây ∆H là biến thiên entanpy cua quá trình chuyên pha
    ∆V la sự thay đổi thể tích giữa 2 pha
    Ở điều kiện cân bằng Q=K, ∆G=0,
    Ta có
    Sự phụ thuộc của hằng số cân bằng vào nhiệt độ
    Pt Gibbs- Helmholtz
    Sự̣ phụ thuộc của hằng số cân bằng vào áp suất
    ở đây ∆γ là thay đổi số mol.
    Nguyên lý Le Chatelier, cho ToK, P, V
    Xác định hằng số cân bằng
    Thực nghiệm (đo nồng độ khi cân bằng)
    Dựa vào ∆G0
    Dựa vào tính ∆G
    Từ tổ hợp các hằng số cân bằng
    Dựa vào nguyên lý 3
    Ứng dụng trong điện hóa
    Trong điều kiện tiêu chuẩn
    Trong đó: E: Sức điện động của pư pin
    en.wikipedia.org/wiki/ITIES In electrochemistry, ITIES is an acronym for the "Interface between Two Immiscible Electrolyte Solutions". Usually, one ... Hung, Le Quoc (1980-12-23).
    Ứng dụng trong động học xúc tác
    Điều kiện xảy ra pứ Hóa học
    1. Điều kiện nhiệt đông hoc :
    ∆G <0
    Pứ tự diễn biến khi ∆G <0
    Nếu ∆G = 0 , hê đạt cân bằng ∆H =T ∆S.
    Phản ứng kết hợp ∆H <0 ( pư tỏa nhiệt), nhưng đồng thời ∆S < 0 ( trật tự hơn),
    Phản ứng phân li ∆H >0 ( pư thu nhiệt), nhưng đồng thời ∆S > 0 ( hỗn loạn hơn),
    2. Điều kiên động học
    ∆G <0 mới nói lên khả năng xảy ra của pư. Nhưng muốn thực sự xảy ra pư thì phải có sự va chạm giữa các phân tử tác chất, và quan trọng hơn là sự va chạm có hiệu quả, có năng lượng đủ lớn để xảy ra pứ.
    Ứng dụng trong nguyên cứu hóa bề mặt
    Nhiệt hấp phụ
    Hấp phụ là quá trình tự diễn biến kèm theo sự giảm năng lượng tự do ∆G
    ∆G= ∆H- T ∆S <0, Trong đó ∆H: nhiệt hấp phụ,
    ∆S: entropy hấp phụ
    Khi hấp phụ vật lý entropy thường giảm(giảm bậc tự do), và giảm ∆H( tỏa nhiệt ).
    Với hấp phụ hóa học nếu xảy ra sự phân ly thì có sự tăng ∆H (thu nhiệt) và tăng entropy.
    P, Q là áp suất và nhiệt hấp phụ tại độ che phủ θ,
    Khi đạt cân bằng, có sự phụ thuộc của hệ số giải hấp (a) vào nhiệt độ :





    a: hệ số giải hấp bằng nghịch đảo của hệ số hấp phụ,
    Q: nhiệt hấp phụ
    Nguyên lý 3
    Không thể đạt được nhiệt độ ở 0oK
    Entropy của chất rắn kết tinh khi ở nhiệt độ 0oK
    S = k lnW
    Ở 0o K, không có bất cứ sự chuyển động nào nên chỉ có 01 vi trạng thái ( microstate) nên W = 1, lnW =0, S=0
    Dung dịch
    Các khái niệm quan trọng
    Đại lượng mol riêng phần
    Thế đẳng áp riêng mol phần của cấu tử i
    Các phương trình cơ bản với đại lượng riêng mol phần:
    a. Pt Gibbs-Duhem thứ nhất
    Từ
    Ta có
    Gọi là Pt Gibbs-Duhem thứ nhất
    Dung dịch lỏng lý tưởng, định luật Raoult
    Từ 2 phương trình trên ta có Phương trinh Gibbs- Duhem thứ hai
    Pi áp suất hơi riêng phần của cấu tử i
    Pi0 áp suất hơi của cấu tử i tinh khiết
    Dung dịch thực
    sai lệch dương, sai lệch âm
    Cân bằng lỏng hơi
    hệ hai cấu tử, chưng cất
    Áp suất hơi- thành phần của hệ 2 cấu tử
    Nhiệt độ sôi- thành phần của hệ 2 cấu tử
    Nhiệt độ sôi- thành phần của hệ 2 cấu tử
    Có điểm đẳng phí
    Cất rượi
    Bagnolet ( Pháp)
    Làng Vân ( Viêt nam)
    Hệ một cấu tử
    Pt Clapeyron-Clausius
    Biểu đồ hai chiều trạng thái của nước ở vùng áp suất trung bình
    Hệ 2 cấu tử
    hòa tan vào nhau trong pha lỏng, không tan vào nhau trong pha rắn
    Biểu đồ nóng chảy của hệ 2 cấu tử có điểm etecti và không tạo dung dịch rắn
    Hai cấu tử tạo thành nhiều hợp chất hóa học có điểm nóng chảy toàn đẳng (bền ở nhiệt độ nóng chảy)
    Biểu đồ nóng chảy của hệ nước- axit sunfuric tạo thành nhiều hợp chất hóa học
    Hệ 2 cấu tử
    hòa tan nhau hoàn toàn trong pha lỏng, trong pha rắn tạo thành dung dịch rắn
    Biểu đồ nóng chảy của hệ vàng-bạc tạo thành dung dịch rắn ở mọi tỷ lệ
    Biểu đồ nóng chảy của hệ Mn-Cu có điểm cực tiểu trên đường nóng chảy
    Hai cấu tử hòa tan hoàn toàn trong pha lỏng nhưng tan hạn chế trong pha rắn
    Biểu đồ nóng chảy hai cấu tử hòa tan hoàn toàn trong pha lỏng nhưng tan hạn chế trong pha rắn kiểu III
    Luyện kim
    Một số bài tâp ví dụ
     
    Gửi ý kiến