Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

TermodinamikSlide 1 of 37. TermodinamikSlide 2 of 37 İçindekiler 1İstemlilik: Kendiliğinden Olan Değişmenin Anlamı 2Entropi Kavramı 3Entropi ve Entropi.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "TermodinamikSlide 1 of 37. TermodinamikSlide 2 of 37 İçindekiler 1İstemlilik: Kendiliğinden Olan Değişmenin Anlamı 2Entropi Kavramı 3Entropi ve Entropi."— Sunum transkripti:

1 TermodinamikSlide 1 of 37

2 TermodinamikSlide 2 of 37 İçindekiler 1İstemlilik: Kendiliğinden Olan Değişmenin Anlamı 2Entropi Kavramı 3Entropi ve Entropi Değişiminin Belirlenmesi 4İstemli Değişme Ölçütleri: Termodinamiğin 2. Yasası 5Standart Serbest Enerji Değişimi, ΔG° 6Serbest Enerji Değişimi ve Denge 7ΔG° ve K nin Sıcaklıkla Değişimi

3 TermodinamikSlide 3 of İstemlilik: Kendiliğinden Olma Eğilimi

4 TermodinamikSlide 4 of 37 Kendiliğinden Olan(İstemli) İşlemler Kendiliğinden gerçekleşmeyen değişimlere istemsiz değişim denir.Kendiliğinden gerçekleşmeyen değişimlere istemsiz değişim denir. Kendiliğinden gerçekleşen değişimlere istemli değişim denir.Kendiliğinden gerçekleşen değişimlere istemli değişim denir. 4 Fe(k) + 3 O 2 (g) → 2 Fe 2 O 3 (k) H 2 O(k) → H 2 O(s)

5 TermodinamikSlide 5 of 37 Kendiliğinden gerçekleşen prosesler Kendiliğinden gerçekleşen bir reaksiyonun tersi istemsiz bir reaksiyondur GERÇEKTEN DOĞRU MU ACABA???

6 TermodinamikSlide 6 of 37 Suyun Erimesi İSTEMLİ ise Peki bunun tersi reaksiyon İSTEMSİZ MİDİR????????????

7 TermodinamikSlide 7 of 37 İstemli Prosesler Bir sıcaklık değerinde istemli olan prosesler başka bir sıcaklıkta istemsiz olabilir. HAYDAAA!!!! 0  C üzerinde buzun erimesi istemli bir reaksiyondur (O halde bunun tersi reaksiyon istemsiz olmalı) Ama 0  C altında suyun donması (yani yukarıdakinin zıt reaksiyonu) da İSTEMLİ dir.

8 TermodinamikSlide 8 of 37 Tersinir Prosesler Tersinir proseste sistem ve çevre kendi içinde orijinal hallerine dönebilirler.

9 TermodinamikSlide 9 of 37 Tersinmez Prosesler Tersinmez prosesler İstemli reaksiyonlar tersinmezdir.

10 TermodinamikSlide 10 of 37 Entropi Entropi (S) Rudolf Clausius tarafından 19 yüzyılda ortaya atılmıştır. Clausius bir reaksiyon sonucu açığa çıkan ısının salınan sıcaklık değerine oranı dikkatini çekmişti. qTqT

11 TermodinamikSlide 11 of 37 Entropi Entropi bir sistemin düzensizliğinin veya gelişigüzelliğinin bir ölçümüdür. Entropi moleküllerdeki birçok atomal hareketlerle ilişkisi olduğu düşünülür.

12 TermodinamikSlide 12 of 37

13 TermodinamikSlide 13 of 37 Entropi Toplam iç enerji gibi, E, entropide bir hal fonksiyonudur. Bu yüzden,  S = S final  S initial

14 TermodinamikSlide 14 of 37 Entropi İzotermal bir proseste, entropideki değişim eğer proses tersinirse transfer edilen ısının sıcaklığa bölümüyle bulunabilir.  S = q ter T

15 TermodinamikSlide 15 of 37 Termodinamiğin İkinci Yasası Evrenin entropisi istemli prosesler (tersinmez) için artarken, tersinir prosesler için evrenin entropisi değişmez.

16 TermodinamikSlide 16 of 37 Termodinamiğin ikinci yasası Bir başka deyişle; Tersinir bir proses için:  S univ =  S system +  S surroundings = 0 Tersinmez proses için:  S univ =  S system +  S surroundings > 0

17 TermodinamikSlide 17 of 37 Termodinamiğin ikinci yasası TÜM İSTEMLİ PROSESLER EVRENİN ENTROPİSİNİ ARTTIRIR. Termodinamiğin ikinci yasası

18 TermodinamikSlide 18 of 37 Termodinamiğin 2. Yasası 4. İstemli Değişme Ölçütleri: Termodinamiğin 2. Yasası ΔS toplam = ΔS evren = ΔS sistem + ΔS çevre Termodinamiğin 2. Yasası : ΔS evren = ΔS sistem + ΔS çevre > 0 İstemli değişmeler için tek ölçüt olarak entropi artışını ele alırsak hemen çeşitli zorluklarla karşılaşırız. Örneğin suyun -10 C de kendiliğinden donmasını nasıl açıklayacağız ? Çünkü kristal buz sıvı sudan daha düzenli bir yapı arzeder. Su donunca entropi azalır. O halde bu durumu sadece sistemin entropisine bakarak karar vermek doğru değildir. Sistem ve çevrenin entropisini ele almamız gerekir. Eğer bir değişme de hem sistemin hem de çevrenin entropi artışı pozitifse, değişme kesinlikle istemlidir. Eğer iki entropi değişimi negatifse değişmenin istemsiz olduğu kesindir. Sıcaklık O 0 C nin altında olduğu sürece çevrenin entropisindeki artış, sistemin entropisindeki azalıştan daha fazla olur. Sonuçta toplam entropi pozitif olacağından olay istemlidir (yani buzun donması istemlidir). BÜTÜN İSTEMLİ OLAYLAR EVRENİN ENTROPİSİNDE ARTMAYA NEDEN OLURLAR

19 TermodinamikSlide 19 of 37 Moleküler Düzeyde Entropi Ludwig Boltzmann described the concept of entropy on the molecular level. Temperature is a measure of the average kinetic energy of the molecules in a sample.

20 TermodinamikSlide 20 of 37 Entropy on the Molecular Scale Molecules exhibit several types of motion: –Translational: Movement of the entire molecule from one place to another. –Vibrational: Periodic motion of atoms within a molecule. –Rotational: Rotation of the molecule on about an axis or rotation about  bonds.

21 TermodinamikSlide 21 of 37 Entropy on the Molecular Scale Each thermodynamic state has a specific number of microstates, W, associated with it. Entropy is S = k lnW where k is the Boltzmann constant, 1.38  10  23 J/K.

22 TermodinamikSlide 22 of 37 Entropy on the Molecular Scale The change in entropy for a process, then, is  S = k lnW final  k lnW initial lnW final lnW initial  S = k ln Entropy increases with the number of microstates in the system.

23 TermodinamikSlide 23 of 37 Entropy on the Molecular Scale The number of microstates and, therefore, the entropy tends to increase with increases in –Temperature. –Volume. –The number of independently moving molecules.

24 TermodinamikSlide 24 of 37 Entropy and Physical States Entropy increases with the freedom of motion of molecules. Therefore, S (g) > S (l) > S (s)

25 TermodinamikSlide 25 of 37 Solutions Generally, when a solid is dissolved in a solvent, entropy increases.

26 TermodinamikSlide 26 of 37 Entropy Changes In general, entropy increases when –Gases are formed from liquids and solids. –Liquids or solutions are formed from solids. –The number of gas molecules increases. –The number of moles increases.

27 TermodinamikSlide 27 of 37 Termodinamiğin 3.Yasası Saf bir kristalin mutlak sıcaklıktaki entropisi 0 dır

28 TermodinamikSlide 28 of 37 Standart Entropi Değerleri Standart hallerdeki molar entropi değerleri. Standart entropi değerleri moleküler kütle arttıkça artma eğilimindedir.

29 TermodinamikSlide 29 of 37 Standart Entropi Daha büyük ve daha kompleks moleküller daha yüksek entropiye sahiptirler.

30 TermodinamikSlide 30 of 37 Entropi Değişimleri  S° =  n  S° (products) -  m  S° (reactants) m ve n denkleştirilmiş reaksiyondaki katsayılardır.

31 TermodinamikSlide 31 of 37 Çevredeki Entropi Değişimi Sisteme giren veya sistemden çıkan ısı çevrenin entropisini değiştirir. İzotermal bir proses için  Sçev = qsisTqsisT Sabit basınçta q sistem  H  eşittir.

32 TermodinamikSlide 32 of 37 Evrende Entropi Değişimleri Evren sistem ve çevreden oluşur. Bu yüzden,  S evren =  S sistem +  S çevre İstemli bir reaksiyon için  S evren > 0

33 TermodinamikSlide 33 of 37 Serbest Enerji ve Serbest Enerji Değişimi TΔS evren = TΔS sis – ΔH sis = -(ΔH sis – TΔS sis ) -TΔS evren = ΔH sis – TΔS sis G = H - TS ΔG = ΔH - TΔS Evren için: Sistem için: ΔG sis = - TΔS evren ΔS evren = ΔS sis + ΔS çevre > 0 ΔS çevre = - ΔH sistem /T (bu ifadeyi üstte yerine koyup her iki tarafı T ile çarparsak; İfadenin sol tarafı tamamen sisteme ait olup sağ tarafı ise evrenle ilgilidir, ΔS evren >0 ise olay istemlidir.

34 TermodinamikSlide 34 of 37 Gibbs Serbest Enerjisi  T  S evren Gibbs serbest enerjisi olarak ifade edilir.  G.  S evren positifse,  G negatiftir. Dolayısıyla  G negatif olduğunda, proses istemlidir.

35 TermodinamikSlide 35 of 37 İstemli Değişme Ölçütleri ΔG sis < 0 (negatif), süreç istemlidir. ΔG sis = 0 (sıfır), süreç dengededir. ΔG sis > 0 (pozitif), süreç istemli değildir.

36 TermodinamikSlide 36 of 37 Standart Serbest Enerji Değişimleri  G  =  n  G  (products)   m  G  (reactants) ff where n and m are the stoichiometric coefficients.

37 TermodinamikSlide 37 of 37 Free Energy Changes At temperatures other than 25°C,  G° =  H   T  S  How does  G  change with temperature?

38 TermodinamikSlide 38 of 37 Serbest Enerji ve Sıcaklık Serbest enerji eşitliğinde iki kısım vardır: –  H  — entalpi terimi –T  S  — entropi terimi Serbest enerji teriminin sıcaklık bağımlılığı entropi teriminden kaynaklanmaktadır.

39 TermodinamikSlide 39 of 37 Serbest Enerji ve Sıcaklık

40 TermodinamikSlide 40 of 37 Serbest Enerji ve Denge Herhangi bir koşulda (standart veya standart olmayan) serbest enerji aşağıdaki formülden hesaplanabilir:  G =  G  + RT lnQ (Under standard conditions, all concentrations are 1 M, so Q = 1 and lnQ = 0; the last term drops out.)

41 TermodinamikSlide 41 of 37 Serbest Enerji ve Denge Dengede, Q = K, and  G = 0. Eşitlik 0 =  G  + RT lnK Eşitliğin tekrar düzenlenmesiyle  G  =  RT lnK veya, K = e  G  /RT

42 TermodinamikSlide 42 of 37 Trouton Kuralı ΔS = ΔH buh T k.n ≈ 87 kJ mol -1 K -1 Pek çok sıvının normal kaynama noktasında standart molar buharlaşma entropisinin yaklaşık 87 Jmol -1 K -1 değerine sahip olduğunu belirtir. 

43 TermodinamikSlide 43 of 37 ΔG ve Denge Sabiti K ΔG = ΔG° + RT ln Q ΔG = ΔG° + RT ln K= 0 Eğer tepkime dengede ise:Q=K p ya da Q=K c olur. ΔG° = -RT ln K

44 TermodinamikSlide 44 of 37 ΔG o, Büyüklüğü ve Anlamı ∆G o K Anlamı

45 TermodinamikSlide 45 of 37 ΔG° ve K ‘nın Sıcaklıkla Değişimi ΔG° = ΔH° -TΔS°ΔG° = -RT ln K ln K = -ΔG° RT = -ΔH° RT TΔS° RT + ln K= -ΔH° RT ΔS° R + ln = -ΔH° RT 2 ΔS° R + -ΔH° RT 1 ΔS° R + - = -ΔH° R 1 T2T2 1 T1T1 - K1K1 K2K2

46 TermodinamikSlide 46 of 37 2SO 2 (g) + O 2 (g) ↔ 2SO 3 (g) Tepkimesinin Değişik Sıcaklıklardaki Denge Sabitleri, K p T, K1/T, K -1 KpKp ln K p 80012,5 x ,1 x , ,8 x ,7 x , ,1 x ,2 x , ,5 x ,0 x , ,0 x ,2 x , ,52 x ,0 x , ,09 x ,9 x , ,55 x ,2 x ,12

47 TermodinamikSlide 47 of 37 K’nın Sıcaklığa Bağlılığı ln K = -ΔH° RT ΔS° R + Eğim = -ΔH° R -ΔH°= R x eğim = -8,3145 J mol -1 K -1 x 2,2 x10 4 K = -1,8 x 10 2 kJ mol -1

48 TermodinamikSlide 48 of 37 Standart serbest enerji değişikliklerinin toplanabilme özelliği, termodinamik olarak elverişsiz (  G oı pozitif, endergonik) bir reaksiyonun yüksek olarak ekzergonik bir reaksiyona ortak bir ara madde vasıtasıyla bağlanarak ileri yönde yürüyebilmesini açıklar.

49 TermodinamikSlide 49 of 37 Glukoz + Pi  Glukoz-6-fosfat + H 2 O  G oı = 13, 8 kJ/mol ATP + H 2 O  ADP + Pi  G oı =  30, 5 kJ/mol  Glukoz + ATP  Glukoz-6-fosfat + ADP  G oı =  16, 7 kJ/mol Toplam reaksiyon ekzergoniktir. ATP’nin bağlarında depolanmış olan enerji, glukoz ve fosfattan oluşumu endergonik olan Glukoz-6-fosfatın sentezini sürdürmek için kullanılabilmektedir.

50 TermodinamikSlide 50 of 37 Glukozdan glukoz-6-fosfatın oluşmasındaki gibi bir strateji, bütün canlı hücreler tarafından, metabolik ara ürünler ve hücresel komponentlerin sentezinde kullanılır.

51 TermodinamikSlide 51 of 37


"TermodinamikSlide 1 of 37. TermodinamikSlide 2 of 37 İçindekiler 1İstemlilik: Kendiliğinden Olan Değişmenin Anlamı 2Entropi Kavramı 3Entropi ve Entropi." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları