UVOD U TERMODINAMIKU FIZIČKO-HEMIJSKIH PROCESA

Transcript

1 UVOD U ERMODINMIKU FIZIČKO-EMIJSKI PROCES OSNOVNI POJMOVI U EMIJSKOJ ERMODINMICI Siste aterijala sredia ili grua aterijalih sredia koja je od ostatka aterijale sredie (okolia) izolovaa jaso deiisao graico Karakteristika sistea akcija sa okolio OVOREN sa okolio razejuje asu (količiu sustace) i eergiju SISEM ZVOREN razejuje sao eergiju izolova zatvore otvore IZOLOVN e razejuje i asu i eergiju (idealizacija a kojoj se roverava valjaost udaetalih teorija) Eergija količia tolote (Q) i ehaički rad (W) (ovršiska eergija, električa eergija,.. se e razatraju; za izičko-heijske rocese važi su Q i W) Siste je deiisa veličiaa staja sistea Veličie staja su terodiaičke veličie koje izražavaju osoie staja sistea - ekstezive veličie staja (zavise od količie sustace: V, U,, S, G, ) - itezive veličie staja (e zavise od količie sustace, odoso ase : V,,,, S, G, η) Ekstezive veličie staja za hooge siste su odreñee sa itezive veličie staja i aso ili količio sustace. KLSIČN I SISIČK ERMODINMIK Da i se deiisale veličie staja siste se ože izučavati a dva ačia: Klasiča terodiaika koristi akroskoski kocet aterije riejujući zakoe klasiče Njutove ehaike; Ne razatra olekulsku strukturu, i sile uzajaog dejstva eñu olekulia. Služi se veličiaa:, V, E, Q,. Statistička terodiaika izučava siste a olekularo ivou. Koristi kvato-ehaički ili talaso-ehaički ristu; Razatra olekulsku strukturu sustace i karakter sila izeñu olekula. Koristi statističke etode za ostavljaje ravila akroskoskog oašaja koja se ogu očekivati za veliki roj istih olekula. ERMODINMIČKI I EMIJSKI PROCES ERMODINMIČKI PROCES Dešava se u sisteu kad god se u toku vreea eja eka od terodiaičkih osoia, tj. eka od veličia staja sistea EMIJSKI PROCES (EMIJSK REKCIJ) ko se ri odigravaju terodiaičkih rocesa eja i heijski sastav sistea tada se u sisteu odigrava heijski roces ili heijska reakcija

2 EMIJSK ERMODINMIK Deo terodiaike (klasiče ili statističke) koji se avi deiisaje staja sistea u koe se dešavaju sledeći rocesi: Faza trasoracija (r. roea agregatog staja jedokooetog sistea) () () Rastvaraje (s) + (l) (sl.) Razlaživaje (sl.) + (l) eijska reakcija M(g) + N (g) P(g) + rr(g) 0 ν (g) SNJE SISEM izički rocesi heijski rocesi Stacioaro roces izee veličia staja se vrši kostato rzio; e izučava heijska terodiaika. Ravotežo roces i jegov iverzi tok se dešavaju kostato rzio, a veličie staja dostižu ravoteže kostate vredosti. Siste se alazi u staju diaičke ravoteže. -Izučava heijska terodiaika. PRVI ZKON ERMODINMIKE Deiiše roeu ukue eergije sistea za ilo koji roces koji se dešava u zatvoreo sisteu. Ukua eergija sistea je: E E k + E + U Ek kietička eergija E otecijala eergija U uutrašja eergija akroskoske eergije elektroska eergija (kietička i otecijala eergija elektroa u olekulu) kietička i otecijala eergija ukleusa (rotoa i eutroa) otecijala eergija iterakcija izeñu olekula Pošto je terodiaički siste ajčešće u iru: E k E 0 a je E U Po rvo zakou terodiaike roea ukue eergije sistea, za ilo koji roces u zatvoreo sisteu izeñu staja jedaka je ziru tolote koju siste razei u toku rocesa i rada koji siste izvrši toko rocesa (ili rii od okolie) E Q + W Q količia tolote koju siste razei sa svojo okolio u toku rocesa W ehaički rad koji siste izvrši u toku rocesa Za E k 0 i E 0 U Q + W U veličia staja sistea i e zavisi od uta koji je siste rošao u toku rocesa Q i W eergije deiisae u kotekstu rocesa, a zato isu ukcije staja i zavise od uta koji se roces vrši ( ). Zak za q i W Oe veličie su ozitive ako ovećavaju uutrašju eergiju sistea Q > 0 Q < 0 W > 0 W < 0 siste ria tolotu od okolie siste odaje tolotu okolii koresija sistea (okolia vrši rad a siste) šireje sistea (siste vrši rad) Za iiiteziali roces je: du δq + δw eergija U Q + W du dierecijal veličie staja koji zavisi sao od očetog i krajjeg staja, a e od uta (egzakta) δq, δw dierecijal veličia koje isu ukcije staja i zavisi od uta (iegzakta) rad rad tol. tol.

3 Uutrašja eergija du δ Q + δw U du U U Q + W RD se razejuje ri roei zareie sistea asurot soljašje ritisku δw dv W dv za cost W ( V V ) V V > V (šireje sistea) W < 0, siste vrši rad V < V (koresija sistea) W > 0, okolia vrši rad a siste V V olota δq du δw δq du + dv Q du + dv a) V cost. roea staja ri kostatoj zareii δq V du jer je δw dv Q V du U U U Razejea tolota ri Vcost. jedaka je roei uutrašje eergije sistea U U du d + dv U Za V cost., dv cost. δq d V V V V C V toloti kaacitet ri kostatoj zareii količii tolote koju ri V cost. trea dovesti sisteu da i se jegova teeratura ovisila za stee δq C V, V V C V d ( J K ol ) Q U U U U QV CV d CV, d C V CV d C V, d V C V (J K - ) olari toloti kaacitet ri kostatoj zareii količia tolote koju ri V cost. trea dovesti olu sustace da i se jegova teeratura ovisila za stee. V, d Q za C V, cost. U C V V, d ) cost. roea staja ri kostato ritisku δ Q du + dv cost. δq d( U + V ) δq d Q d U + V Etalija (J) ukcija je staja sistea jer su U,,V ukcije staja razejea tolota ri cost. jedaka je roei etalije sistea d d + d za cost., d 0 δq d C (J K - ) C toloti kaacitet ri kostato ritisku količia tolote koju ri cost. trea dovesti sisteu da i u se teeratura ovisila za stee

4 δ Q Q C C d C d C, d C, ( J K ol ), d olari toloti kaacitet ri kostato ritisku količia tolote koju ri cost. trea dovesti olu sustace sistea da i se jegova teeratura ovisila za stee. Q C d C, d za C, cost. Q C, d i sotaost rocesa > 0 siste asoruje tolotu, edotera roces < 0 siste osloaña tolotu, egzotera roces ko siste čii ol idealog gasa ea iterakcija izeñu olekula, tj. U V 0 V C. CV, V R V R C. CV, R DRUGI ZKON ERMODINMIKE Sotai rocesi, ser dešavaja rocesa i ravoteža Prvi zako terodiaike odos različitih vidova eergije (U, Q, W) Ne daje odgovor a itaje do koje ere se tolota ože retvoriti u ehaički rad W- se ože u otuosti retvoriti u tolotu Q i u ajsavršeijo tolotoj ašii e ože da se retvori u otuosti u ehaički rad olota je eergija ižeg raga Reverziili roces je hiotetički roces u koe i siste ogao da rii aksialu količiu tolote (Q rev ) i da izvrši aksiali rad (W a ) Kroz ovakve roee i se ogao okreuti ser dešavaja rocesa i siste oovo doveo u rvoito staje. Okolia i se isto tako dovela u staje koje je iala re očetka rocesa. Procesi u rirodi su sotai i ireverziili (ije i oguće okreuti ser dešavaja). Drugi zako terodiaike: svi sotai rocesi su ireverziili i raćei su degradacijo (razeo) eergije Reverziili roces roces koji i orao da se odigra kroz iz sukcesivih roea i iz ravotežih staja, eskoačo soro, da i se siste doveo u rvoito staje.

5 Potreo je da se ustaovi erilo staja eravoteže sistea koje za osledicu ia odigravaje sotaog rocesa. Prier: izolovai siste (zatvore siste+okolia). Siste odaje količiu tolote okolii ako je s > 0. Kad s ostae 0 ea razee tolote. Ovo zači da u reverziilo rocesu količik izeñu reverziilo razejee tolote i teerature je jedak 0. δq rev 0 δq rev -jedaka a očetku i a kraju rocesa, ez ozira a ut koji je roces tekao veličia staja sistea, etroija, S Q rev S etroija (J K - ) (grčki- ejaje, useravaje) Etroija je ukcija sistea čija roea u izolovao sisteu ukazuje a sotaost odigravaja rocesa δq ds rev ENROPIJ δqrev ds Fukcija staja sistea čija roea u terodiaičko rocesu, u izolovao sisteu, svoji zako ukazuje a ser odigravaja rocesa (sotaost), a svojo vredošću a težju da se ovaj roces odigra. Proea etroije u okolii Qo, So rev Q o, rev o Etalija je ukcija staja S Ova orula ože da se koristi kao roea etroije okolie ez ozira a to da li je roea u sisteu reverziila ili e o Q o ko je δq ds rev i osatra se eki izolova siste, ostoje tri slučaja: a) ds > 0 sota roces ireverziila ) ds 0 ravoteža roces reverziila c) ds < 0 eoguć roces PROMENE ENROPIJE Z NEKE REVERZIILNE PROMENE SNJ δq ds rev roea etroije u koačo rocesu iz staja u staje : S S δq S rev a) Proea etroije u azi trasoracijaa Faza trasoracija je roea (reoražaj) koji se odigrava a dato ritisku i a odreñeoj kostatoj teeraturi, a kojoj dolazi do roee aza u sisteu (roea jedog kristalog olika u drugi, kao r. toljeje, isaravaje i suliacija).

6 Priliko aze trasoracije dve aze su u ravoteži i roces trasoracije, ako se izvodi dovoljo soro, je reverziila. Pošto je cost. tolota koja se razei jedaka je roei etalije sistea,. Pošto se u toku aze trasoracije za vree riaja ili odavaja tolote (tj. razee tolote) e eja teeratura sistea ( cost.) razejea količia tolota je azvaa lateto toloto aze trasoracije (lat. lates rikrive) α S S S Q α α δq α rev δq α rev α oljeje Isaravaje Suliacija us va su us S va S S su su Pošto je aza trasoracija roces u koe se ri cost. i cost. eja zareia sistea, eergija koja se dovodi sisteu da i do ove roee došlo služi za:.savladavaje uutrašjeg ritiska du dv koji je osledica iterakcija olekula usled VDV sila.. Savladavaje soljašjeg ritiska ri šireju zareie sistea. ) Proea etroije ri zagrevaju ili hlañeju sistea Za cost. S Za V cost. S δ δ Q Q rev d, C d C, d rev du V C C, V, l l ko u toku zagrevaja ola sustace od do dolazi i do azih trasoracija: S tr C, d tr + C + tr,, d C, tr tr l + tr + C,, l tr

7 SNDRDNO SNJE ENROPIJE S etroija sustace a i ekoj Za čvrste i teče sustace je razlika izeñu S (etroije a ritisku ) i S a ekoj ože da se zaeari ako razlika izeñu i ije drastiča. Za ideala gas: S S talice R l ENROPIJ I VEROVNOĆ SNJ SISEM Etroija sistea ože da se dovede u vezu sa verovatoćo da se siste añe u odreñeo staju,. Model sotao e-sotao olca: W W uk S k l + S k lw + ' W terodiaička verovatoća k olcaova kostata kostata za osatrai siste verovatoća staja količik verovatoće da se ostvari eko terodiaičko staje, W, i ukuog roja ačia, W uk, a koja ogu da se ostvare sva oguća staja sistea REĆI ZKON ERMODINMIKE etroija je ukcija koja raste sa orasto verovatoće Veća verovatoća veći roj rasoloživih staja eergije staje većeg ereda i više etroije sistea. Staje visokog steea ureñeosti je ale verovatoće i iske S. Staje ajveće ureñeosti je staje ureñeog kristala čiji i svaki jo ili ato u kristaloj rešetki io oscilator u otuo isto staju eergije. Može se teorijski ostići hlañeje do asolute ule teerature Etroije svih idealo kristalih sustaci su iste a 0 ILI: Etroija čiste sustace, koja se alazi u staju otue ravoteže (savršeog kristala) a 0 K je jedaka 0 PRIMEN REĆEG ZKON ERMODINMIKE Etroija eke sustace je jedaka ziru roea etroije zagrevaja od 0 K do K i svih azih trasoracija koje se dogode sa sustaco izeñu 0 K i K S C 0, ( ) s d ( ) us C, l d va C, ( g) ( g, l s) C,,, teerature ključaja i toljeja va us d - stadardi olari toloti kaaciteti za sustacu u gasovito, tečo i čvrsto staju stadarde roee etalije isaravaja i toljeja

8 Etroija, je jedaka ovršii isod krive do teerature koja se osatra, lus etroija svakog azog relaza izeñu 0 i osatrae teerature RVNOEŽ I SPONN PROCES U ZVORENOM SISEMU IZOLOVN SISEM ds > 0 sota roces ds 0 ravoteža roces ZVOREN SISEM - Razejuje sa okolio eergiju ali e i asu - ko siste rezejuje sao tolotu i ehaički rad usled šireja sostvee zareie, C S 0 ( s) d ( ) us C, l d va C, ( g) d Za zatvore siste koji sa okolio razejuje sao tolotu i vrši ehaički rad usled šireja sostvee zareie: du δ Q + δw Pošto sao u reverziilo rocesu siste ože da rii aksialu količiu tolote od okolie δq rev ds Rad koji siste tada oda okolii je aksiala, W a : δ W rev δwa dv a) IZOERMSKO-IZORSKI PROCES. GISOV ENERGIJ Zatvore siste. ko se jedačia osatra za cost. i cost. uslov za sota roces: d(u + V) ds < 0 Za reverziila roces u zatvoreo sisteu je: du ds δw rev Sota ireverziila roces: du ds + dv 0 δ Q < Qrev δ a je: Wirev δ < δwrev U + V d( - S) < 0 G S Gisova eergija (J) du ds δ Wirev du ds + dv < 0 Ova jedačia je ošti kriteriju sotaosti za rocese u zatvoreo sisteu o je ova ukcija staja, jer sadrži sao ukcije i veličie staja e zavisi od uta roee Vidi se da siste ria aju količiu tolote, Q, i odaje aji rad, W irev. Sve veličie su ukcije staja i e zavise od uta roee.

9 Za sota izotersko-izoarski roces dg < 0 uslov sotaosti Za reverziila izotersko-izoarski roces uslov za ravotežu je: d( - S) dg 0 uslov za ravotežu U toku sotaog rocesa G oada a terodiaička ravoteža se usostavlja ri cost. i cost. kad Gisova eergija dostige iialu vredost. ) IZOERMSKO-IZOORSKI PROCES. ELMOLCOV ENERGIJ ko se jedačia osatra za cost. i V cost. uslov za sota roces će iti: du ds + V < 0 d(u - S) < 0 U - S elholcova eergija ukcija je staja Za sota izotersko-izohorski roces uslov sotaosti je: d < 0 uslov sotaosti Za reverziila izotersko-izohorski roces uslov za ravotežu je: d 0 U toku sotaog izotersko-izohorskog rocesa roea elholcove eergije oada, a ravoteža se usostavlja kada dostige iiu Osoie Gisove eergije Ukua roea etroije koja rati eki roces je: Sukuo S + S S roea etroije sistea okolie Za sotau roeu S ukuo > 0 S ukuo S G - S G S G S a, cost. a kostatoj teeraturi a kostai ritisku i teeraturi roea Gisove eergije sistea je roorcioala ukuoj roei etroije sistea i jegove okolie Razlike u zaku izeñu G i S ukuo ukazuju da se uslov za sotao odigravaje rocesa eja iz S ukuo > 0, u sislu ukue etroije (što je uiverzalo tačo) do G <0, što se odosi a roeu Gisove eergije (roces koji se odigrava a kostati ritisku i teeraturi). Drugi rečia, u sotaoj roei a kostati ritisku i teeraturi Gisova eergija se sajuje. ili Ukua etroija Gisova eergija ds 0 ravoteža Staje sistea Kada se kaže da siste teži ižoj Gisovoj eergiji oda je to sao drugi ači da se kaže da siste i jegova okolia zajedo teže većoj ukuoj etroiji.

10 dg Vd Sd ZVISNOS GISOVE ENERGIJE OD EMPERURE I PRIISK G S U + V - S dg du + dv + Vd ds - Sd G (,) - Za siste koji sa okolio razejuje sao tolotu i ehaički rad usled šireja zareie: du δq + δw δqrev dv ds dv dg ds dv + dv + Vd ds Sd dg Vd Sd a) Zavisost G od teerature ri cost. za cost. dg - Sd G S Pošto je uvek S > 0 (III zako terodiaike) sa ovećaje oada G G S G G S S G S ko se u zatvoreo sisteu odigra eki izoterski roces ri cost., tj. za roeu iz staja u staje : G G G S S S ( G) G S ( G) G GIS-ELMOLCOV JEDNČIN ekog rocesa ože da se izračua a teeraturi ako se zaju G i teeraturi gradijet G a teeraturi ( G / ) ( G / ) ( / ) Drugi olici Gis-elholcove jedačie - direkta relacija izeñu G i ) Zavisost G od ritiska ri cost. ada je d 0 dg Vd Sd G V Pošto je uvek V > 0 vidi se iz jedačie da Gisova eergija za sve sustace raste sa orasto ritiska G G G V d G G + V d G G + V d G stadarda Gisova eergija (J) vredost G sustace a i osatraoj

11 EMIJSKI POENCIJL ČISE SUPSNCE ko siste čii čista sustaca (heijski eleet ili jedijeje) olara Gisova eergija se aziva heijski otecijal G µ G heijski otecijal (J ol - ) µ je iteziva veličia i ukcija je i Siste koji čii čista sustaca je ri cost. i cost. u ravoteži ako heijski otecijal sustace ia istu vredost u svakoj tački sistea Deo α,, Deo d α µ µ dg d ( µ α ) µ dg < 0 sota roces > α µ µ tj. reos ase se dešava iz dela sistea u koe je µ viši u deo u koe je µ iži. α µ Za ravotežu: dg 0 α µ µ. eijski otecijal čvrste ili teče sustace Iz tj. µ je isti u svi tačkaa sistea i ea daljeg reosa ase G + V d G + V d µ µ roea G usled - roea V sa ritisko je zaearljivo ala, a se V ože satrati kostato ( ) µ µ + V µ roee ritiska od do - stadardi heijski otecijal heijski otecijal sustace a i osatraoj (J ol - ) - za ritiske koji se e razlikuju ogo od ( ) µ ( ) µ, za čiste tečosti i čvrste sustace µ e zavisi od

12 µ µ + V d. eijski otecijal gasa a) Ideala gas Klaejroova jedačia: µ µ + d R R V µ + R l kod idealog gasa:µzavisi od ) Reala gas µ µ + R l ugacitet (Pa) ukcija koja okazuje odstuaje od idealosti li 0 stadardo staje - reala gas teži idealo gaso staju a veoa iski ritiscia ideala gas reala gas za ideala gas odstua od već ri iski ritiscia RVNOEŽE U JEDNOKOMPONENIM SISEMIM Kooeta heijska vrsta čija kocetracija ože ezaviso da se eja Jedokooeti siste: ooge (sadrži sao jedu azu) eteroge (sadrži više od jede aze) Faza deo sistea hoogeog heijskog sastava i izičkih osoia koji je od ostalog dela sistea odvoje graičo ovršio, odoso: deo sistea u koe iteziva svojstva sistea iaju odreñee kostate vredosti Graica aza jedo ili više itezivih svojstava se diskotualo eja eteroge siste (aze α i ) je u ravoteži kada su: α tolota ravoteža α ehaička ravoteža µ α µ heijska ravoteža,, µ e zavise od ase (količie) aza u sisteu itezive veličie staja Nr. led i voda: olik i kruoća aze isu od začaja

13 Stailost aza čistih sustaci Pri ritisku i teeraturi, u sisteu će iti staila oa aza u kojoj heijski otecijal kooete ia ajaju vredost. µ l s g µ l g µ g 3 s s G µ G Pošto je dg Vd Sd ri cost. dg S d t s l G S µ S Pošto je uvek S > 0 sa orasto oada µ µ agi ukcije µ- je uvek < 0 a zavisi od aze u kojoj se sustaca alazi Pošto je S,g > S,l > S,s egativa agi je ajveći u g, a l, a s atoserski ritisak > > 3 teeratura ržjeja ili teeratura toljeja sustace a osatrao, a kojoj su jedaki heijski otecijali sustace u čvrstoj i tečoj azi. Sao a su čvrsta i teča aza u ravoteži ko je oda je orala teeratura toljeja sustace a orala teeratura ključaja sustace teeratura ključaja a osatrao, a koe su jedaki heijski otecijali sustace u tečoj i gasovitoj azi. Sao a su teča i gasovita aza u ravoteži G za < ri cost. dg Vd Sd V µ Pošto je uvek V > 0 sa sajeje sajuje se i µ V za < ritisak iži od atoserskog, ritisak troje tačke t troja tačka, a kojoj su jedaki heijski otecijali sustace u čvrstoj, tečoj i gasovitoj azi a čvrsta, teča i gasovita aza su u ravoteži Najveće oadaje µ sa sajeje je za sustacu u gasovitoj azi, aje u tečoj a ajaje u čvrstoj zog veličie V (V,g > V,l > V,s ) a je ajveće oeraje liije za gas. (Izuzetak je r. voda, galiju, koji iaju veću olaru zareiu u čvrstoj ego u tečoj azi). Posledica oadaja µ sa sajeje je sižeje teerature ržjeja sa oadaje. Izuzetak su voda, galiju,.. tt ritisak troje tačke, orale teerature ključaja i toljeja za 3 < ritisak iži od ritiska troje tačke s teeratura suliacije, iža od, a kojoj su jedaki heijski otecijali sustace u čvrstoj i gasovitoj azi a s čvrsta i gasovita aza su u ravoteži

14 Poašaje čiste kooete od ri zagrevaju KLPEJRONOV JEDNČIN µ l s g µ s l g µ g s Na ritisku i teeraturi dve aze α i čiste sustace su u ravoteži kada: α (, ) (, ) µ µ t PR gasovita aza čista sustace koja je ri odreñei i u ravoteži sa tečo i čvrsto azo. NPON PRE ritisak gasovite aze u staju ravoteže aza KONDENZOVNE FZE teča i čvrsta s l ko se ritisak roei a + d i teeratura a +d a se oovo usostavi ravotežo staje: α α (, ) + dµ µ (, ) + µ µ d α α dµ V d S dµ V d S α d d α d µ dµ d α α ( S S ) d ( V V ) d d α S α V (J K - ol - ) ( 3 ol - ) S α α V KLPEJRONOV JEDNČIN Jedačia daje ogućost da se odredi za koliko trea da oraste ritisak (d) da i aze α i ostale u ravoteži ako orasta teerature za d Jedačia važi za sve ravoteže čiste sustace. za cost S α α d d d d Za ravotežu: čvrsta teča aza us us roea olare etalije toljeja us V Za ravotežu: teča gasovita aza vas V d d va va V va, g, l ( V V ) va S va

15 d d va V va va, g, l ( V V ) V V,g V,l V,g >> V,l ara se oaša kao ideala gas d d va R V, g R va va oada sa orasto ošto sa orasto olekuli u tečoj azi iaju sve veću eergiju Na c estaje graiča ovršia izeñu l i g a va 0 sva teča aza relazi u gasovitu d l d va R KLUZIJUS-KLPEJRONOV JEDNČIN kritiča teeratura c Na > c ije oguća trasoracija gasa u tečost ez ozira a ritisak d l va R d va roea olare etalije isaravaja va d d l d l va R za va cost. d R JEDNOKOMPONENNI EEROGENI SISEMI: DIJGRM SNJ Ravoteža dve aze sistea sa jedo kooeto l va R + C Iz l (/) agi va R d d α S α V α α V KLPEJRONOV JEDNČIN ko su ozate vredosti za i za l va R Za veće itervale teerature ogu da se koriste zavisosti aoa are od te.: l + l + C + D,, C, D kostate čija vredost ože da se añe u terodiaički talicaa za odreñei gas U dijagrau agi zavisosti od redstavlja količik α S α V

16 Ravoteža čvrste i teče aze s l V < 0 čvrsta tečost c, c gas s Dijagra staja za siste sa jedo kooeto aoala čvrsta 3 gas V > 0 orala tečost us > 0 us uss > 0 V V,l V,s > 0 us us S V > 0 d > 0 dt tj. agi zavisosti je vrlo veliki što zači da ale roee dovode do velike roee U izuzeti slučajevia (voda, galiju) V,l < V,s tj. V < 0 us S V us < 0 d < 0 dt GISOVO PRVILO FZ F roj itezivih veličia staja sistea koje se ogu ezaviso ejati a da se e oreeti ravoteža, tj. da e estae i jeda aza iti da astae ova aza C roj kooeata (iiali roj heijski ezavisih vrsta kojia se ože oisati sastav svake aze u sisteu) P roj aza (izički i heijski hooge deo sistea koji je od ostalog sistea odvoje graico aza) s teeratura suliacije teeratura ključaja teeratura toljeja c kritiča teeratura Liije ( ) a sl. redstavljaju ravoteže čvrste i teče aze F C P + + tj. oovarijata siste ( stee sloode) -Sao jeda veličia staja, ili, se ože ezaviso ejati - a druga je jea ukcija. 3 Ravoteža teče i gasovite aze va va S > 0 va V V,g V,l > 0 va S V va d d > 0 l g Liija l-g (agi -) a slici ia uvek ozitiva agi 3 Levo od liije ( ) je čvrsta aza a deso je teča aza F C P + +, tj. siste je divarijata ( steea sloode) -Dve veličie staja, i, se ogu ezaviso ejati Liija : ravoteža teče i gasovite aze F C P + +, tj. siste je oovarijata veličia staja je ezavisa ili - levo od liije < ; sao teča aza - deso od liije > ; sao gasovita aza

17 - deso od liije >; sao gasovita aza Ravoteža čvrste i gasovite aze s g F C P + +, tj. siste je divarijata - ezavise veličie staja i Presečoj tački liije sa : ravoteža ćvrste, teče i gasovite aze: F C P , tj. siste je ovarijata (0 steei sloode) Ni jeda veličia staja se e ože roeiti a da se e roei roj aza 3 su S su > 0 su V V,g V,s > 0 su su S V d d > 0 Liija 3 ravoteža čvrste i gasovite aze: tj. agi - je uvek > 0 i striji od agia za tečo-gas jer je: su us + va F C P + +, tj. siste je oovarijata - ezavisa veličia staja ili 3 Levo od liije 3 < s, sao čvrsta aza Deso od liije 3 >s, sao gasovita aza F C P + +, tj. siste je divarijata - i VIŠEKOMPONENNI OMOGEN SISEM: ERMODINMIČKE OSOINE OVOREN SISEM sa okolio razejuje eergiju i asu, tj. količiu aterije roea ekstezivih veličia (X): V,, U, G, S, arcijala olara za. vode olski udeo etaola arcijala olara zareia etaola Parcijala olara veličia - dorios (o olu) koji eka sustaca ia u ukuoj osoii seše ol čiste O u O - zareia će se ovećati za 8 c 3 ol čiste O u etaol - zareia će se ovećati za 4 c 3 V V + V V i V - arcijale olare zareie kooeata i G G + G G µ + µ Proea ilo koje ekstezive veličie (X) od, sastava količie kooeata izražee roje olova,,, 3,...: X dx za, cost. X d + X d + X d +,,,,,,,,,,,, ,,, X X X dx d d d3 + +,,,,,, 3 3 3,,, X X d +,,,..., 3 X Parcijala olara veličia kooete ovećaje velčie (X) sistea ri, cost. kada se ol kooete doda velikoj količii sistea, a se kocetracije ostalih kooeata ogu satrati kostati. d 3

18 dx X + d + X d X 3 d3 X + X + X 3X 3 dx + dx + X d + dx + X d + 3 dx 3 X 3 d3 EMIJSKI POENCIJLI KOMPONEN OVORENOG OMOGENOG SISEM ri, cost. G,,, 3,... µ eijski otecijal kooete arcijala olara Gisova eergija ri, cost. tj. riraštaj Gisove eergije ri dodatku ol osatrae kooete dx + dx + 3 dx 3 0 GIS - DIEMOV JEDNČIN roee arcijalih olarih veličia isu ezavise Za dvokooeti siste: dx dx ( dg ), µ d ( ), cost. G µ, G G G G dg d + d + d + d +...,,, i,,, i j j G, G, i i V S V -S µ µ dg V d S d + µ µ d + d + + dg V d S d µ osova jedačia d... heijske terodiaike Pošto je G S U + V S V + aalogo: d V d + ds + µ du ds dv + µ d d d S d dv + µ d VRSE VIŠEKOMPONENNI OMOGENI SISEM Višekooeti hooge (jedoazi) siste ože iti u gasovito, tečo ili čvrsto staju. ez ozira a staje u koe se alazi Seša Rastvor

19 SMEŠ olski udeli kooeata variraju od 0-, heijski otecijal svih kooeata se izražava a isti ači Sastav seše se izračuava: olski udeo,, kooete: (za sešu gasova je y ) RSVOR kooeta svojo količio reovlañuje u rastvoru i zove se rastvarač, a ostale kooete se zovu rastvoree sustace; µ rastvoree sustace se izražava drugačije od µ rastvarač Sastav rastvora se izražava sadržaje rastvoree sustace: olalitet, (ol kg - ) količia rastvoree sustace u jediici ase (kg) rastvarača asei udeo, w, kooete: zareiski udeo, Φ, kooete: w V φ V kocetracija, c, (ol -3 ) količia rastvoree sustace u jediici zareie ( 3 ) rastvora olaritet, c M (), (ol d -3 ) količia rastvoree sustace u d 3 rastvora ERMODINMIČKE OSOINE IDELNE SMEŠE Ideala seša - seša čije su kooete eergetski i rostoro otuo ravorave - svaka kooeta se oaša kao da je saa a je µ zavisi od jeog relativog sadržaja u seši. eijski otecijal kooete ideale seše µ y. Ideala gasa seša µ + R l arcijali ritisak kooete ritisak koji i iala kooeta u čisto staju, a i V seše µ µ + R l + R l y µ -heijski otecijal koji i iao čist gas a teeraturi i seše µ µ + R l y ukui ririsak seše y olski udeo kooete u seši

20 . Ideala teča ili čvrsta seša µ µ + R l olski udeo kooete u seši µ Pošto je za čiste sustace u tečoj i ćvrstoj azi: µ to je i µ µ + R l µ µ Proea Gisove eergije za roces ešaja Gisova eergija ešaja je roea Gisove eergije koja rati roces ešaja, tj. stvaraja seše a odreñeo i, iz čistih kooeata a isti i. Siste čie kooete i, čije su količie i : Gisova eergija sistea re ešaja: µ µ G + µ < µ jer je l tj. ly < 0 ( tj y : 0 ) eijski otecijal kooete u seši je uvek aji od heijskog otecijala čiste kooete a i seše zato će čista kooeta sotao ulaziti u sešu koja već sadrži tu kooetu. Gisova eergija sistea osle ešaja: ( µ + R l ) + ( + R l ) G + R l R G µ + l G i + G G R l R l G G i G R l + R l l < 0 G G i G R l + R l ig < 0 ešaje kooeata ri stvaraju ideale seše je sota roces ( l ) i G R + l i G R l Proea etroije za roces ešaja: i S R l < 0 l ( G) d i d, is > 0 roea etroija ešaja je uvek > 0, sota roces eureñeost raste i S Proea etalije za roces ešaja: i i G + i i R l + R l 0 i 0 S ri stvaraju seše a i, roea etalije je jedaka uli; a cost. roea etalije je jedaka količii razejee tolote sa okolio ešaje kooeata ri stvaraju ideale seše ije raćeo ikakvi toloti eekto

21 Proea zareie u rocesu ešaja: ( G) i, i Pošto,,X () i V 0 V R l Pri stvaraju ideale seše ea razlike izeñu zira zareia čistih kooeata re ešaja i zareie astale seše Parcijale olare zareie kooeata u idealoj seši su jedake olari zareiaa čistih kooeata a isti i., i V ERMODINMIČKE OSOINE RELNE SMEŠE Reala seša seša u kojoj su čestice hoogeo rasoreñee ali eergetski isu ravorave heijski otecijal je drugačiji od oog koji ia kooeta ideale seše eijski otecijal kooeata realih seša µ + R l y µ reala gasovita seša µ - heijski otecijal gasa u čisto staju µ µ + R l ugacitet µ stadardi heijski otecijal gasa µ µ + R l + R l y Reala teča ili čvrsta seša: µ µ + R la a relativa aktivost kooete kojo je uzeto u ozir odstuaje heijskog otecijala od idealog, tj. odstuaje idealog oašaja od realog a koeicijet aktivosti koji uzia u ozir realo oašaje; kada µ µ + R l ( ) Pošto je za čiste sustace u tečoj i čvrstoj azi: V d V ( ) 0 µ µ Zavisost µ od za idealu i realu sešu R l agi R agi R l 0 ( 0) ( ) µ µ µ. ideala seša µ ( ) µ µ + R l. reala seša µ µ + R l µ + R l µ ( a ) ( ) µ + R l ( ) µ µ + R l a heijski otecijal kooete u realoj tečoj i čvrstoj seši uticaj eñuolekulskih iterakcija. Odstuaje ože iti ozitivo i egativo, u zavisosti od rirode iterakcija idealo razlaže rastvor u koe je sadržaj rastvoree sustace izuzeto izak

22 ERMODINMIČKE OSOINE RSVOR eijski otecijal rastvoree sustace, µ Rastvor siste u koe je olski udeo jede kooete veoa veliki i oa se aziva rastvarač () a druga kooeta se aziva rastvorea sustaca () Ideala rastvor rastvor u koe su sva eñudejstva čestica jedaka, µ kao za idealu sešu () idealo (eskoačo) razlaže rastvor agi R µ µ R lγ ( ) R l / Reala rastvor olekuli rastvoree sustace su u velikoj eri ili otuo okružee česticaa rastvarača; kao reala seša () 0 ( ) l ( / ) Sadržaj rastvoree sustace se izražava olaliteto, : µ µ (, ) + R l γ + R l + V ( )d µ (, ) - stadarda vredost heijskog otecijala rastvoree sustace heijski otecijal rastvoree sustace u rastvoru olaliteta ol kg -, a 0,3 kpa i a teeraturi. µ µ γ (, ) + R l µ (, ) + R l a γ a - relativa aktivost rastvoree sustace u rastvoru γ, 0 eskoačo razlaže rastvor γ koeicijet aktivosti, izražava odstuaje od µ koji i kooeta iala u idealo (eskoačo) razlažeo rastvoru Idealo (eskoačo) razlaže rastvor: - kod rastvora eelektrolita za < ol kg - - kod rastvora elektrolita za < 0-4 ol kg -

23 eijski otecijal rastvarača, µ ( ) µ µ + R l jer je Ili: µ µ ΦRM µ µ Φ osotski koeicijet rastvarača izražava odstuaje heijskog otecijala rastvarača od oog koji i iao u idealo rastvoru l Φ M ( ) 0, Φ VIŠEKOMPONENNI OMOGEN SISEM: RVNOEŽ FZ U EČNOM I GSOVIOM SNJU U SISEMIM S DVE KOMPONENE. Ravoteža teče seše i gasovite aze a) Uslovi ravoteže u idealo sisteu a cost. RULOV ZKON + U idealo sisteu u ravoteži arcijali ritisak svake kooete u gasovitoj azi,, je jedak roizvodu jeog olskog udela u tečoj azi,, i jeog aoa are a osatraoj teeraturi,. - ao are čiste sustace - ukua ritisak gasovite aze Za dve sustace i : Molekulsko oreklo Raulovog zakoa ( ) ( ) sastav gasovite aze: y + ( ) + y + y ( ) + Sastav gasovite aze se ože izračuati ako se za sastav teče aze ( i ) i aoi ara ( i ) Sastav gasovite aze ije isti kao sastav teče aze (y i y ) rastvarač rastvor U čisto rastvaraču olekuli iaju izvesu eureñeost i odreñeu etroiju (koja odgovara steeu eureñeosti). Kada je risuta rastvorea sustaca rastvor ia veću eureñeost ego čist rastvarač. Nao are rastvarača u rastvoru je aji od aoa are čistog rastvarača. iotetički rastvor rastvoree sustace u rastvaraču, koji se okorava Raulovo zakou kroz čitav oseg od čiste sustace do čiste sustace, je ideali rastvor.

24 . Reali rastvori Ravoteža reale seše i gasovite aze a cost.. Reali rastvori Ravoteža reale seše i gasovite aze a cost. Na kostatoj arcijali ritisci,, kooeata koje odstuaju od Raulovog zakoa: a a a a - relativa aktivost kooete - koeicijet aktivosti - olski udeo kooete u tečoj azi - ao are kooete u gasovitoj azi - arcijali ritisak kooete u gasovitoj azi idealo razlaže rastvor (erijev z.) ideali rastvor (Raulov z.) Kada je kooeta (rastvarač) skoro čista, oaša se u skladu sa Raulovi zakoo i ia ao are koji je roorcioala olsko udelu u tečoj seši, i agi, tj. ao are čiste sustace. Kada je ista sustaca u aloj količii (rastvorea sustaca), je ao are je još uvek roorcioala olsko udelu, ali je kostata roorcioalosti k. + + ukui ritisak gasovite aze u idealoj tečoj seši u ravoteži sa gasovito azo (Raulov zako) 0 k erijev zako: Nao are isarljive rastvoree sustace je roorcioala jeo olsko udelu u rastvoru k (Pa) kostata erijevog zakoa; karakteristika je rastvoree sustace i izaraa je tako da je rava liija koju redviña erijev zako tageta a ekserietalo doijeu krivu za 0 Privlače sile - < - ili - Pozitivo odstuaje; a Privlače sile - > - ili - Negativo odstuaje; i Nije oguće razdvojiti siste a čiste kooete Raulov zako erijev zako ENRIJEV ZKON I RSVORLJIVOS GSOV U EČNOSIM Rastvorljivost - količia (kocetracija) gasa u tečoj azi koja je a dati uslovia i u ravoteži sa gaso u gasovitoj azi izad rastvora. Rastvor gasa u tečosti u koe e dolazi do heijske reakcije izeñu olekula gasa i rastvarača je reala seša, a važi erijev zako: k k - kostata erijevog zakoa, zavisi od i rirode gasa i tečosti - arcijali ritisak gasa u gasovitoj azi k Odstuaja zavise od olskog udela: kada tj. 0 olekuli jede, odoso, druge kooete, su uglavo okružei olekulia iste kooete, a zavisost - ostaje oovo ravoliijska (riližava se oašaju o Raulovo zakou)

25 DIJGRM SNJ SMEŠ RVNOEŽ RELNE SMEŠE I GSOVIE FZE N cost. RVNOEŽ FZ U IDELNOM SISEMU N KONSNNOM PRIISKU Pravilo aza: F C P + cost. F C P + iara seša, C -sastav dijagra a cost. U olasti gde je risuta sao jeda aza, F i ogu se ejati sastav i teeratura. Na graici aza su dve aze u ravoteži, F i sao jeda roeljiva ože ezaviso da se eja. U tački gde su risute tri aze u ravoteži, F 0 i teeratura i ritisak su deiisai () l g -sastav dijagra za ideala iara siste za ravotežu teče i gasovite aze a cost. Veza liija a-a saja tačke koje rikazuju sastav tečosti i gasovite aze koje su u ravoteži a svakoj teeraturi. Zavisost teerature ključaja tečih seša od sastava teče aze -a () toj liiji su u ravoteži teča i gasovita aza Zavisost od sastava gasovite aze Destilacija oašaje idealih sistea oogućava razdvajaje jihovih kooeata etodo destilacije F C P + ( cost.) F + - divarijata siste ( steea sloide,,) Duž liija je ravoteža teče i gasovite aze F C P + + oovarijata siste ( stee sloode, ili ) g, l Proces rakcioe destilacije: serija (steeičastih) koraka a -sastav dijagrau. Početa teča seša je r. a teeraturi a i ia sastav koji odgovara tački a. Oa ključa a teeraturi a gasovita aza u ravoteži sa sustaco koja ključa ia sastav a. ko se ta gasovita aza kodezuje (a a 3 ili eku ižu teeraturu) doijei kodezat ključa a 3 i daje gasovitu azu sastava a 3. ko se sukcesivo astave isaravaje i kodezacija sastav destilata se oera ka čistoj sustaci (isarljivijoj kooeti) i oguće je razdvojiti kooete i (rakcioa destilacija). Rektiikacija sajaje više rakcioih destilacija i kodezacija u kotiualu oeraciju

26 Dijagrai destilacije Dijagrai staja a cost. Odstuaje od idealog oašaja, tj. Raulovog zakoa: ozitivo odstuaje (- < - ili -), a., i egativo odstuaje (- > - ili -), i., a zeotroska seša Sastav gasovite aze je jedak sastavu teče aze Destilacijo azeotroske seše e ogu da se razdvoje kooete zeotroska seša odseća a jedijeje ali ije, jer je sastav i teeratura ključaja zavise od Destilacijo seše drugih sastava se doijaju azeotroska seša i čista kooeta ozitivo odstuaje rivlače sile (- < - ili -), i egativo odstuaje (- > - ili -), a zeotroska seša (seša sa ajižo ili ajvišo ; ključa a cost. i sastav jee are sastavu teče seše) PRVILO POLUGE ' ' " " " ' + + ' " " + ' " " ( ) ( ) ' - ukua količia olova u jedoj azi - ukua količia olova u drugoj azi - ukua količia olova u uzorku koji se osatra ukua olski udeo u uzorku (ovo je količia koja je acrtaa duž horizotae ose) - ukua količia u uzorku Ukua količia je takoñe sua jeih količia u dve aze, u kojia su olski udeli: ' i " ' ' " l l " ko se veza liija redstavi dužia kao: I II C... I II C... C... C... I II C II C I C C ko je sastav izraže u asei udelia (w) uesto (količie) se uvodi (asa)

27 RVNOEŽ RSVOR I GSOVIE FZE Nao are rastvoree sustace je veoa izak u odosu a ao are rastvarača sao rastvarač je risuta u ari sistea: Raulov zako arcijali ritisak rastvarača u gasovitoj azi (koju čii sao rastvarač ) ili ritisak are - ao are rastvarača a sistea olski udeo rastvarača u rastvoru < < ritisak are izad rastvora je aji od aoa are rastvarača a sistea ( ) Relativo sižeje ritiska are izad rastvora u odosu a ao are rastvarača, ukoliko se ritisak are izad rastvora oaša o Raulovo zakou, jedako je olsko udelu rastvoree sustace RVNOEŽ DVE KOMPONENE KOJE SE NE MEŠJU U EČNOM SNJU I GSOVIE FZE ečost čie aze, a svaka usostavlja ravotežu sa aro ukui ritisak gasovite aze + y y, - aoi are kooeata i y, y olski udeli kooeata i u gasovitoj azi y y, količie (roj olova) i u gasovitoj seši eeratura ključaja,, ovog sistea je iža od ojediačih kooeata RVNOEŽ RSVOR I GSOVIE FZE rastvarač - kooeta u višku Rastvor rastvorea sustaca (ili više ih) - kooeta (ili više ih) u ajku Ukoliko su izičke osoie rastvoree sustace i rastvarača veoa različite tada je ao are rastvoree sustace, (), veoa izak u odosu a ao are rastvarača, (), tj. sao je rastvarač risuta u gasovitoj azi. ko se rastvarač okorava Raulovo zakou arcijali ritisak rastvarača u gasovitoj azi (koju čii sao rastvarač ) ili ritisak are - ao are rastvarača a sistea olski udeo rastvarača u rastvoru < < sa dodatko sustace sižava se ritisak are izad rastvora a sistea ( ) Relativo sižeje ritiska are izad rastvora u odosu a ao are rastvarača, ukoliko se ritisak are izad rastvora oaša o Raulovo zakou, jedako je olsko udelu rastvoree sustace

28 RVNOEŽ DVE KOMPONENE KOJE SE NE MEŠJU U EČNOM SNJU I GSOVIE FZE l + l g l g u tečosti su aze i svaka sa svojo aro ezaviso usostavlja ravotežu ukui ritisak gasovite aze, - aoi are kooeata i y y y, y olski udeli kooeata i u gasovitoj azi FZNI DIJGRMI EČNOS-EČNOS C ravoteža l l dve aze u tečo staju Zaviso od osoia kooeata (C) sistei se u tečo staju ogu različito oašati: a) siste je ideala (ili ezato odstua od idealog) kooete se otuo ešaju i grade sao jedu azu ) siste ije ideala (velika razlika u itezitetu Vadervalsovih sila) kooete se e ešaju i svaka gradi svoju teču azu c) siste sa ograičei ešaje u ojedii olastia - dijagraa teča aza se raslojava u dve teče aze, tako da jeda od aza ože da sadrži sao jedu kooetu ili oe aze sadrže oe kooete y odos roja olova y, i u gasovitoj seši Siste ključa kada ukui ritisak dostige soljašji, što zači da je teeratura ključaja,, ovog sistea je iža od ojediačih kooeata c: ečosti koje se deliičo ešaju su oe tečosti koje se e ešaju u svi odosia. Prier: seša heksaa i itroezea / K dve aze jeda aza - dijagra za heksa i itroeze a θ. Gorja kritiča teeratura rastvora, uc, je teeratura izad koje ea više razdvajaja aza (heksa i N se oto ešaju). Za ovaj siste je to a 93 K. Neki sistei okazuju ižu kritiču teeraturu rastvora, lc, isod koje se oi ešaju u svi odosia i izad koje oi oriraju dve aze. Prier ovakvog sistea je seša vode i trietilaia (E) / K dve aze - dijagra za vodu i trietlai (E) a θ. Doja kritiča teeratura rastvora, lc, je teeratura isod koje više ea razdvajaja aza. Za ovaj siste: 9 K. kolicia aze kolicia aze sastava a" l' sastava a' l" aza (heksa) N (itroeze) ( O) E (E)

29 Pojedii sistei iaju i gorju i doju kritiču teeraturu (oiče, deliičo ešljive tečosti). Prier: voda-ikoti, koji su deliičo rastvorljivi izeñu teeratura 6 C i 0 C FZNI DIJGRMI ČVRS SUPSNC-EČNOS C ravoteža s l(reali sistei) t / C aza aze - dijagra za vodu i ikoti ia i groju i doju kritiču teeraturu. Na visoki teeraturaa a graiku: dijagra se odosi a uzorak od ritisko Dijagrai staja - odreñuju se ekserietali ute. Jeda od etoda za odreñivaje uslova od kojia su čvrsta i teča aza u ravoteži je etoda rastvorljivosti, a druga je terijska aaliza. erijska aaliza - siaje krivih hlañeja- zavisost teerature od vreea (-t) ri hlañeju realih tečih seša različitih sastava, uz odreñivaje rirode aze koje astaju toko hlañeja do otuog očvršćavaja. aza svaka ojava ove aze dogaña se a karakterističoj teeraturi, a to se a krivoj hlañeja odražava kao roea koeicijeta ravca, ili zastoj. ( O) ikoti (ikoti) ove tačke, zajedo sa sastavo redstavljaju karakterističe tačke a dijagrau staja (-). Sistei s l (za C) se rea oašaju kooeata u tečo staju dele u tri osove grue: ) kooete se eograičeo ešaju u tečo staju ) kooete se ograičeo ešaju u tečo staju C) kooete se e ešaju u tečo staju kooete se e ešaju i u čvrsto staju : ) u čvrsto staju kooete kristališu kao osee aze - sistei sa rosti eutektikuo ) kooete u s grade jedijeje ostojao do teerature toljeja 3) kooete u s grade jedijeje koje se rasada (eritektička reakcija) a teeraturi toljeja jedijeja 4) kooete se u s rastvaraju gradeći čvrstu sešu 5) kooete se ograičeo ešaju u čvrsto staju / K Dijagra staja legure dva etala koji se ešaju u svi odosia ( 4) l Leguru čie dva etala koji u čisto staju iaju teerature toljeja i i koji se ešaju u svi odosia i u tečoj i u čvrstoj azi s Krive hlañeja

30 l kooete se otuo ešaju; s svaka kooeta kristališe kao osea aza Vertikala liija kroz tačku e odgovara eutektičko sastavu, seši sa ajižo tačko toljeja rasto + s l rasto + a : F C P + + a : F C P + + (a 3 ) vree, t e: F C P zastoj a krivoj hlañeja C l + (s) l 3 E (s) + (s) l + (s) E likvidus liija izad je je sve l CED solidus liija isod je je sve s E rastvorljivost u E rastvorljivost u 4 5 D, K () : F, 0, E 3 (4): F,, 0, E 5 () t, i 3 (E): F, 0, 5: F, 0, (i) Odreñivaje sastava sistea u olasti ravoteža l- i (s) rieo ravila oluge. () C E i C Cd l (Cd) Ukoliko su a ascisi dijagraa staja asei udeli: (i s ) + (l) () (i s ) + (l) () (i s ) C (l) C sastav teče aze a sastav teče aze a C Nači izražavaja likvidus liije - liija ravoteže kristala kooete i jeog zasićeog rastvora l + (s) l E (s) + (s) l + (s) D µ CE liija ( s) ( l) ( l) µ ( l) + R l µ µ µ ( s) µ ( l) usg ( ) R l roea olare Gisove eergije toljeja sustace l us G R ( ) (i s ) C (l)

31 l usg ( ) Fizi R d l d l d l d R d l d d R R us usg us ( ) ( ) ( ) ( ) us ( ) d ( ) - teeratura toljeja čiste kooete - teeratura zasićeog rastvora čiji je olski udeo ( ) zako ideale rastvorljivosti kooete R RVNOEŽE U RSVORIM Ravoteže u rastvoru sa dve kooete, koje u čisto staju iaju različite izičke osoie Koligative osoie rastvora: grua osoia koje zavise od količie rastvoree sustace a e od vrste sustace: sižeje ritiska are izad rastvora sižeje teerature ržjeja rastvora ovišeje teerature ključaja rastvora osotski ritisak SNIŽENJE PRIISK PRE IZND RSVOR Osotski koeicijet rastvarača Ideali rastvor ritisak are izad rastvora zavisi sao od rastvarača i okorava se Raulovo zakou: ( - ao are rastvarača a sistea) + ( ) w / M w / M w M w M M w M w ( ) Relativo sižeje ritiska are izad rastvora u odosu a ao are rastvarača, zavisi sao od količie rastvoree sustace a e od jee rirode Reali rastvor ritisak are izad rastvora ( ) e sledi Raulov zako, ali ereje ritiska are izad rastvora ože da se odredi osotski koeicijet, Φ. Uslov za ravotežu čistog rastvarača i jegove are: µ ( l) µ ( g) µ l µ g + µ g R l U slučaju idealog rastvora: ( ) ( ) ( ) U slučaju realog rastvora: ( ) ( ) φ M µ l φrm l µ g + R l M se ože odrediti ereje ritiska are izad idealog rastvora

32 SNIŽENJE EMPERURE MRŽNJENJ RSVOR I POVIŠENJE EMPERURE KLJUČNJ SNIŽENJE EMPERURE MRŽNJENJ RSVOR µ g l čist rastvarač l rastvarač u rastvoru s Zavisost heijskog otecijala od teerature za čist rastvarač u čvrsto, tečo i gasovito staju. µ čist rastvarač (l) čist rastvarač (s) rastvarač u rastvoru (l) Sižeje Zavisost heijskog otecijala od teerature za čist rastvarač u čvrsto i tečo staju. Prisustvo rastvoree sustace sižava heijski otecijal rastvarača, ali heijski otecijal čvrste aze se e eja. Kao rezultat, tačka reseka je oerea a levu strau a teeratura ržjeja je aja. : µ (s) µ (l) : µ (s) µ (l) : µ (l) µ (g) µ l µ l ΦRM ko se rastvoru doda rastvorea sustaca: ( ) ( ) µ Na teeraturi ržjeja rastvora: ( ) ( ) ( ) s µ l µ µ l µ s RM l ΦRM ideala rastvor Φ ( ) ( ) Diereciraje o d: RM d d d s l ( G ( ) / ) ( ) us G ( ) RM us us roea olare etalije d toljeja rastvarača us G ( ) RM RM d 0 us us ( ) ( ) d ( ) ( ) d RM d us RM us ( ) K K K (K kg ol - ) krioskoska kostata ili olalo sižeje teerature ržjeja ( )

33 K w w K w M w M M w w K ( ) odreñivaje olare ase rastvoree sustace krioskosko etodo µ POVIŠENJE EMPERURE KLJUČNJ čist rastvarač (l) rastvarač u rastvoru (l) Zavisost heijskog otecijala od teerature za čist rastvarač u gasovito i tečo staju. : µ (l) µ (g) : µ (l) µ (g) ovećaje gasovita aza (g) : µ (l) µ (g) ( l) µ ( l) ΦRM µ heijski otecijal rastvarača u rastvoru ( l) ΦRM ( g) µ µ µ l µ g RM Za Φ (ideala rastvor): ( ) ( ) RM RM d d d va G ( ) va G ( ) ( G ( ) / d ) ( ) va d va roea olare Gisove eergije isaravaja čistog rastvarača roea etalije isaravaja čistog rastvarača RM RM 0 d RM va ( ) va w w M Φ va ( ) K K K ( ) d ( ) ( ) K (K kg ol - ) olalo ovišeje teerature ključaja Eulioskoska kostata ΦK za reala rastvor osotski koeicijet rastvarača u rastvoru ože da se odredi ereje ovišeja teerature ključaja rastvora,

34 h - visia roorcioala osotsko ritisku OSMOSKI PRIISK RSVOR rastvor oluroustljiva eraa rastvarač U ekserietu osoze rastvor je odvoje od čistog rastvarača oluroustljivo erao (roušta sao olekule rastvarača). Čist rastvarač rolazi kroz erau i rastvor se odiže u uutrašoj cevi. Ukua rotok restaje kada ritisak tečosti u cevi ostae jedak osotsko ritisku rastvora osoza zog razlike u vredosti heijskog otecijala rastvarača sa oe strae erae Uslov za ravotežu: µ (, ) µ (, ( + Π, ) ) µ +Π (, ( Π), ) µ (, ) + V ( ) d RM + +Π µ ( ) µ ( ) + V ( ) d RM V V ( ) ( ) ( + Π ) RM V Π RM ( Π Rc V ) c kocetracija rastvoree sustace u rastvoru (za razlažee rastvore) osotski ritisak idealog rastvora e zavisi od osoia rastvarača iti od rastvoree sustace, već od količie rastvoree sustace w w M RM Π V M w ( ) wm w RM ΠV ρ R M ( ) w Π w ρ gustia rastvarača Jeda od etoda za odreñivaje olare ase, aročito za teže rastvore sustace (olieri) je ereje osotskog ritiska KOLIGIVNE OSOINE RSVOR ELEKROLI U rastvoria elektrolita koligative osoie iaju veće vredosti eelektrolit: > ' i ' i K K elektrolit: zog većeg roja rastvoree sustace ' ' i Vat oov roj Pokazuje koliko se uta ovećava roj čestica rastvoree sustace jeo disocijacijo u rastvoru.

35 i ( α ) N +να N i + ( ν )α N α stee disocijacije ν roj čestica astalih disocijacijo N ukua roj olekula rastvoree sustace αn roj disociraih olekula (-α) roj edisociraih olekula N(-α) + Nαν ukua roj čestica koji astaje disocijacijo RSVORLJIVOS ČVRSE SUPSNCE U EČNOM RSVRČU Rastvorljivost ojava koja je osledica ravoteže koju rastvorea sustaca u rastvoru usostavlja sa svojo čvrsto azo Zasiće rastvor - rastvor u ravoteži sa kristalia (čvrsto sustaco) kooeto koja gradi kristale. Relativa sadržaj ove kooete u zasićeo rastvoru je rastvorljivost Stee disocijacije zavisi od rirode elektrolita i od olaliteta rastvora sa razlažeje rastvora α raste i teži jediici u eskoačo razlažeo rastvoru. Za otuu disocijaciju je α i ν Uslov za ravotežu u zasićeo rastvoru: µ l ( s) µ ( l) µ ( s) + R γ ( s) µ ( l) + R γ µ l µ (s) µ (l) ( s) µ ( l) R γ µ l sol sol G G R lγ solg R lγ l R ( γ / ) d roea Gisove eergije rastvaraja kooete solg d sol d γ koeicijet aktivosti rastvoree sustace ol kg - stadardi olalitet rastvora olalitet zasićeog rastvora roea olare etalije rastvaraja kooete ( / ) sol d l( / ) d l d R d sol ( / ) R sol > 0 edotera roces, sa orasto raste i sol < 0 egzotera roces, sa orasto oada l l sol R + C l ( ) sol ( ) R ( / ) agi sol R /