Procesy endoenergetyczne i egzoenergetyczne

Czym jest układ?

Układ to wyodrębniona część przestrzeni, której zawartość jest poddawana obserwacji lub opisowi.

Czym jest otoczenie układu?

Otoczeniem układu jest wszystko to co znajduje się poza układem.

Czym jest energia wewnętrzna układu U?

Jest to suma energii wszystkich składników układu, a więc: 1) energii ruchu postępowego (translacji), drgań (oscylacji) oraz obrotów (rotacji) wykonywanych przez atomy i cząsteczki, z których jest zbudowany układ;

Jakiego rodzaju energii nie zalicza się do energii wewnętrznej układu?

NIE zalicza się energii kinetycznej i potencjalnej układu traktowanego jako całość, co oznacza, że energia wewnętrzna nie zależy od tego, czy układ znajduje się w spoczynku, czy się porusza.

Czy można wyznaczyć bezwzględną wartość energii wewnętrznej układu U?

Nie można. Można jedynie wyznaczyć zmianę energii wewnętrznej układu spowodowaną dostarczeniem energii z otoczenia do układu lub układu z otoczenia.

Czym jest energia całkowita układu Ec?

To suma energii kinetycznej Ek, energii potencjalnej Ep i energii wewnętrznej układu U: Ec = Ek + Ep + U

Czym jest energia kinetyczna układu, Ek?

To część energii układu zależna od jego prędkości.

Czym jest energia potencjalna układu, Ep?

To część energii układu zależna od wzajemnego rozmieszenia elementów układu i ich położenia w zewnętrznym polu sił (np. polu elektrycznym).

W jaki sposób można opisać stan układu?

Stan układu można opisać, stosując wielkości fizyczne i chemiczne, tzw. parametry stanu, np... objętość V, ciśnienie p, temperaturę T, liczbę moli poszczególnych składników układu n. Układ może wymieniać z otoczeniem energię lub masę.

Jakie trzy typy układów można wyróżnić ze względu na rodzaj zachodzącej wymiany?

1) Układ otwarty. 2) Układ zamknięty. 3) Układ izolowany.

Czym jest układ otwarty?

To układ, w którym może nastąpić wymiana z otoczeniem zarówno energii, jak i masy. Przykład układu otwartego to kolba z wodą, do której dodano suchy lód, czyli zestalony CO2.

Czym jest układ zamknięty?

To układ, w którym może nastąpić tylko wymiana energii z otoczeniem. Przykład układu zamkniętego to szczelnie zamknięta kolba z lodem.

Czym jest układ izolowany?

To układ, w którym nie ma wymiany z otoczeniem ani energii, ani masy. Przykład układu izolowanego to termos z gorącą wodą.

Czym jest reakcja endoenergetyczna?

Jest to reakcja, w której układ pobiera energię z otoczenia.

Podaj przykład reakcji endoenergetycznej.

Rozpuszczanie azotanu (V) amonu w wodzie to zjawisko endoenergetyczne, podczas którego układ pobiera energię z otoczenia. Zjawisko to wykorzystuje się w kompresach chłodzących, powszechnie stosowanych m.in. przez sportowców.

Co się dzieje z energią układu w procesach endoenergetycznych?

W procesach endoenergetycznych układ zyskuje energię, czyli jego energia się zwiększa. Oznacza to, że różnica energii układu między stanem końcowym (po reakcji chemicznej), a stanem początkowym (przed reakcją chemiczną) mą wartość dodatnią.

Jakie typy reakcji należą do reakcji endoenergetycznych?

1) Reakcje rozkładu związków chemicznych zachodzące pod wpływem temperatury (rozkład termiczny). 2) Reakcje rozkładu związków chemicznych zachodzące pod wpływem prądu elektrycznego (rozkład elektrolityczny).

Podaj przykład zjawiska egzoenergetycznego.

Rozpuszczanie wodorotlenku sodu jest zjawiskiem egzoenergetycznym, podczas którego energia jest wydzielana przez układ do otoczenia. Zjawisko to wykorzystuje się w ogrzewaczach chemicznych.

Jak działa ogrzewacz chemiczny?

Ogrzewacz chemiczny zawiera przesycony roztwór tiosiarczanu sodu – woda (1/5) Na2S2O3 * 5H2O. Krystalizacji tej soli towarzyszy zjawisko egzoenergetyczne.

Czym jest reakcja egzoenergetyczna?

To reakcja chemiczna, w której energia jest wydzielana przez układ do otoczenia. Przykładem takiej reakcji jest reakcja magnezu z kwasem chlorowodorowym.

Podaj przykład reakcji egzoenergetycznej, której towarzyszą wydzielenie się ciepła oraz wykonanie pracy.

Reakcja cynku z kwasem siarkowym (VI) w strzykawce. Strzykawka staje się gorąca, a powstający gaz przesuwa jego tłok.

Co się dzieje z energią układu w procesach egzoenergetycznych?

W procesach egzoenergetycznych układ traci energię, czyli jego energia zmniejsza się. Oznacza to, że różnica energii układu między jego stanem końcowym a początkowym ma wartość ujemną.

Czym jest entalpia?

To efekt cieplny równy ilości energii wymienianej na sposób ciepła między układem a otoczeniem podczas przemiany zachodzącej pod stałym ciśnieniem.

Czym jest efekt cieplny reakcji chemicznej?

To zmiana entalpii układu reakcji chemicznej zachodzącej w warunkach stałego ciśnienia.

W jaki sposób dzieli się reakcje chemiczne ze względu na rodzaj efektu cieplnego?

Reakcje endotermiczne oraz egzotermiczne.

Czym jest reakcja endotermiczna?

Jeśli ciepło jest przekazywane z otoczenia do układu, reakcję nazywamy endotermiczną.

Czym jest reakcja egzotermiczna?

Jeśli ciepło przechodzi z układu do otoczenia, jest to reakcja egzotermiczna.

Zmiana entalpii układu w reakcjach chemicznych, w których energia jest wymieniana tylko na sposób ciepła, wynosi:

1) deltaH > 0 dla reakcji endotermicznych, gdyż Hp>Hs (entalpia produktów>entalpia substratów), co znaczy, że w tej reakcji chemicznej ciepło jest pobierane;

Czym są warunki standardowe?

T = 298, 15 K (25*C) i ciśnienie p = 1013,25 hPa (760 mm Hg, 1 atm).

Czym jest równanie termochemiczne?

Równanie termochemiczne to zapis reakcji chemicznej z podaniem wartości jej efektu cieplnego.

W jaki sposób zapisuje się zmianę entalpii towarzyszącą reakcji chemicznej zachodzącej w warunkach standardowych?

deltaH* i podaje w kJ/mol

Czym jest standardowa entalpia tworzenia?

Jest to ciepło tworzenia 1 mola związku chemicznego z pierwiastków chemicznych w warunkach standardowych.

W jaki sposób można ustalić efekt cieplny reakcji chemicznej?

Efekt cieplny reakcji chemicznej można ustalić doświadczalnie lub za pomocą obliczeń.

Umownie przyjęto, że entalpia każdego pierwiastka chemicznego w warunkach standardowych...

... jest równa zeru.

Czym jest standardowa entalpia spalania?

To ciepło spalania w tlenie 1 mola substancji w warunkach standardowych. Efekt cieplny reakcji spalania jest równy różnicy między ciepłem tworzenia produktów a ciepłem tworzenia substratów.

Jak brzmi reguła Lavoisiera-Laplace'a?

Zgodnie z regułą Lavoisiera-Laplace'a efekt cieplny, czyli zmiana standardowej entalpii układu podczas rozkładu związku chemicznego, jest równy zmianie standardowej entalpii tworzenia tego związku chemicznego, lecz zapisanej ze znakiem przeciwnym.

Jak brzmi prawo Hessa?

Zmiana standardowej entalpii układu nie zależy od drogi przemiany, a jedynie od efektów cieplnych stanu początkowego i końcowego. Można z niego skorzystać, jeżeli znane są entalpie tworzenia wszystkich substratów lub produktów reakcji chemicznej.

W jaki sposób oblicza się standardową entalpię reakcji chemicznej?

Standardową entalpię reakcji chemicznej oblicza się, sumując efekty cieplne wszystkich stanów pośrednich.