شیمی عمومی دانشگاه فردوسی مشهد

Transcript

1 شیمی عمومی 1

2 ترموشیمی )گرماشیمی ) 2

3 انرژی گرمایی انرژی که مربوط به حرکت ذرات بوده و تابع دما می باشد 3

4 دما معیااری ام میاانایر انارژی ذراتای ذرات و معیاری ام سردی و گرمی اذسام می باشد. 4

5 گرما انرژی گرمای مرتقل شده ام ذسم گرم به ذسم سرد 5

6 انرژی گرمایی کمیتی مقداری است ولی دما کمیتی شدتی است. هر چه دمای ماده بیتتر گردد میانایر انرژی گرمایی ذرات ماده هم بیتتر می شود. اما در مورد انرژی گرمایی چون به مقدار ماده بستای دارد نمی توان اظهار نظر نمود. هر چه دمای یک ماده معیر بیتتر ذرات آن ماده هم بیتتر می شود. گردد میانایر سرعت حرکت 6

7 ظرفیت گرمایی مقدار گرمایی که دمای یک مقدار متخص ام ماده را یاک درذاه افزایش دهد. کمیتی مقداری است پس هرچه مقدار ماده بیتتر باشد ظرفیات گرمایی بیتتر می شود. q = C. t j/ C 7

8 ظرفیت گرمایی ویژه )K یاا C( مقدار گرمایی که دمای یک گرم ماده را یک درذاه افزایش دهد. q = m. C. t j/ C 8

9 ظرفیت گرمایی مولی )گرمای ویژه مولی( )K یاا C( مقدار گرمایی که دمای یک مول ماده را یک درذه افزایش دهد. q = n. C. t C = M. C j/mol C 9

10 تعیین گرمای واکنش ها )تجربی( مستقیم روش روش غیر مستقیم )محاساه ای( 10

11 روش مستقیم )تجربی( در ایر روش به کمک گرماسرج چیست گرماسرج گرمای واکرش تعییر می شود. دستگاه کالریمتر ژول 11

12 انواع گرماسنج Bomb calorimeters Calvet-type calorimeters Constant-pressure calorimeter Differential scanning calorimeter Isothermal titration calorimeter 12

13 گرما سنج بمبی A bomb calorimeter is a type of constant-volume calorimeter used in measuring the heat of combustion of a particular reaction. ( E) 13

14 14

15 constant-pressure calorimeter A constant-pressure calorimeter measures the change in enthalpy ( H) of a reaction occurring in solution during which the atmospheric pressure remains constant. 15

16 روش غیر مستقیم )محاسبه ای( )Hess( ایر روش با کمک قانون در می شود. هس گرمای واکرش حساب قانون هس : گرمای واکرش ذمع پذیر است. قابل انجام عملیات ذاری هسترد( )معادالت ترموشیمی 16

17 آنتالپی H گرمای ذذب شده یا آماد شده در واکرش ثابت انجام می شود. هایی که تحات فتاار آنتالپی تغییر :) H( گرمای ماادله شده در فتار ثابت H = q p مواد اولیه H محصول H = H 17

18 نکته: چون اکثر فرایراد هاا در فتاار ثابات انجاام مای شاود در ترمودیرامیک تغییرات آنتالپی ) H( کااربرد بیتاتری ام تغییارات انرژی ) E( دارد. 18

19 فرایرد گرماگیر : H>0 واکرش شیمیایی که در آن دهرده ها باشد. آنتالپی فراورده هاا بیتاتر ام واکارش H<0 : گرماده فرایرد واکرش شیمیایی که در آن دهرده ها باشد. آنتاالپی فاراورده هاا کمتار ام واکارش 19

20 20

21 آنتالپی دارد. مواد به دما فتار حالت فیزیکای و مقادار مااده بساتای و فتاار atm را باه عراوان اساتاندارد در نظار 1 25 دمای ºC می گیرند. 21

22 چند آنتالپی مهم ) H 0 f( 1 -آنتالپی استاندارد تتکیل یا گرمای تتکیل واکرش تتکیل: واکرتی که در آن یک مول ماده ام عرصار هاای سامنده اش تتکیل می شود )در شرایط استاندارد(. گرمای ماادله شده در ایر واکارش را آنتاالپی اساتاندارد تتاکیل می نامرد. H 2 (g) + ½O 2 (g) H 2 O(l) ΔH f = kj mol 1 22

23 Examples: Inorganic compounds (at 25 C) Chemical Compound Phase (matter) Chemical formula Δ H f 0 in kj/mol Ammonia (Ammonium Hydroxide) aq NH 3 (NH 4 OH) Ammonia g NH Copper (II) sulfate aq CuSO Sodium carbonate s Na 2 CO Sodium chloride (table salt) aq NaCl -407 Sodium chloride (table salt) s NaCl Sodium chloride (table salt) l NaCl Sodium chloride (table salt) g NaCl Sodium hydroxide aq NaOH Sodium hydroxide s NaOH Sodium nitrate aq NaNO Sodium nitrate s NaNO Sulfur dioxide g SO Sulfuric acid l H 2 SO Silica s SiO Nitrogen dioxide g NO Nitrogen monoxide g NO +90 Water l H 2 O Water g H 2 O Carbon dioxide g CO Hydrogen g H 2 0 Fluorine g F 2 0 Chlorine g Cl 2 0 Bromine l Br 2 0 Bromine g Br Iodine s I 2 0 Iodine g I Zinc sulfate aq دانشگاه فردوسی ZnSO مشهد Zinc sulfate aq

24 آنتالپی استاندارد تتکیل برای اکثر مواد مرکب مرفی است. آنتالپی استاندارد تتکیل معیاری ام میزان پایاداری مااده مرکاب نسات به عرصرهای سامنده آن است. H 0 f = Kj/mol H 0 f = Kj/mol CO پایدارتر از CO 2 تمام عراصر در شرایط استاندارد آنتالپی H 0 f Na(s) = 0 تتکیل صفر دارند. 24

25 چند آنتالپی مهم 2 -آنتالپی c( ) H 0 سوختر واکرش سوختر : گرمای آماد شده در واکرش سوختر یک ماول مااده در اکسای ن کافی را آنتالپی سوختر می نامرد. )در شرایط استاندارد( C 2 H 4 + 3O 2 2 CO H 2 O kJ/mol 25

26 آنتالپی سوختر همواره مرفی است. آنتالپی سوختر بر حسب Kj/mol بیان می شود. با افزایش تعداد کربر ها آنتالپی سوختر افزایش می یابد. 26

27 چند آنتالپی مهم پیوند 3 -آنتالپی d( ) H 0 گرمای المم برای شکستر یاک ماول پیوناد در مااده گاامی شرایط استاندارد( )در CH 4 (g) => CH 3 (g) + H(g) H d = +427 kj mol -1 CH 3 (g) => CH 2 (g) + H(g) H d = +371 kj mol -1 27

28 عالمت آنتالپی پیوند همواره مثات است. آنتالپی پیوند بر حسب Kj/mol بیان می شود. آنتالپی تفکیک پیوند ام نظر مقداری با آنتالپی تتکیل پیوند برابار است. آنتالپی پیوند معیاری ام قدرت پیوند است و صرف غلاه بار ذاذباه بیر هسته با الکترون های اشتراکی می شود. هر چه ایار ذاذباه بیتتر قدرت پیوند بیتتر و آنتالپی پیوند هم بیتتر می شود. 28

29 قدرت پیوند تابعی ام طول پیوند و مرتاه پیوند است برای مولکول هایی که بیش ام یک پیوند دارند میانایر پیوند را در نظر می گیرند. آنتاالپی HO-H + q 1 OH. + H. OH. + q 2 O.. + H. H = (q 1 + q 2 )/2 در آب O-H 29

30 چند آنتالپی مهم ذوب 4 -آنتالپی d( ) H 0 گرمای المم برای شکستر یاک ماول پیوناد در مااده گاامی شرایط استاندارد( )در CH 4 (g) => CH 3 (g) + H(g) H d = +427 kj mol -1 CH 3 (g) => CH 2 (g) + H(g) H d = +371 kj mol -1 30

31 مثال 31

32 مثال 32

33 مثال 33

34 مثال 34

35 مثال 35

36 مثال 36

37 مثال 37

38 مثال 38

39 مثال 39

40 مثال 40

41 مثال 41