Entalpi - Entropi - Serbest Enerji

... konulu sunumlar: "Entalpi - Entropi - Serbest Enerji"— Sunum transkripti:

1 Entalpi - Entropi - Serbest Enerji
Termodinamik Isı ve diğer enerji türleri arasındaki dönüşümü inceler. Entalpi Entropi Serbest Enerji

2 Spontane (kendiliğinden gerçekleşen) Olaylar
Herhangi bir dış enerjiye gereksinim duymadan gerçekleşen proseslerdir. Reaksiyon başladıktan sonra dış bir etki olmadıkça proses devam eder. Enerji faktörü (Entalpi) Gelişigüzellik (dağınıklık) Faktörü (Entropi)

3

4 4 Fe(k) + 3 O2(g) → 2 Fe2O3(k) H2O(k) → H2O(l) NH4NO3(k)+ H2O(s) → NH4OH + NO3 + H

5 Energi faktörü (Entalpi)
Sistemin enerjisini azaltan olaylar kendiliğinden olma eğilimindedirler. (ekzotermik reaksiyonlar) 2Fe(k) + 3/2 O2(g) + 3H2O(s) → 2Fe(OH)3(k) ∆H=-780.6

6 ΔU = ΔH = 0

7 spontaneous

8 Düzensizlik (Gelişigüzellik dağınıklık) Faktörü
Doğadaki olaylar düzenli halden düzensiz hale kendiliğinden geçme eğilimindedirler.

9 Entropi Gelişigüzellik/Dağınıklık entropi ile ifade edilir.
ΔS = S(son) - S(ilk) Bir maddenin Sıvı hali, katı haline göre daha yüksek entropiye sahiptir. Bir maddenin gaz hali, sıvı haline göre daha yüksek entropiye sahiptir. Sıcaklık yükseldikçe maddenin entropisi yükselir. Bir kimyasal reaksiyonda gaz moleküllerin sayısı artıkça entropi artar.

10

11

12

13

14 Aşağıdaki reaksiyonların entropi değişimlerini yorumlayın:
a) CO2(k) → CO2(g) (buzun süblimleşmesi) b) CaSO4(k) → CaO(k) + SO3(g) c) N2(g) + 3H2(g) → 2 NH3 (g) d) I2(k) → I2(s)

15 Standard Molar Entropiler
1 mol saf maddenin 1 atm basınç ve 25°C deki entropisi standart molar entropi olarak adlandırılır. elementler içinde S ° göz önüne alınmalıdır.

16

17 25°C de amonyak sentezi için standart molar entropiyi hesaplayınız.

18 ΔSevren = ΔSsistem + ΔSçevre > 0
Bütün spontane olaylar sonucu evrenin entropisinde artış olur. ΔSevren = ΔSsistem + ΔSçevre > 0 ΔSçevre = - ΔHsistem T

19 Bütün spontane olaylar sonucu evrenin entropisinde artış olur.

20 Serbest enerji ve serbest Enerji değişimi
Evren için: ΔStoplam = ΔSsistem + ΔSçevre > 0 TΔSevren. = TΔSsis – ΔHsis = -(ΔHsis – TΔSsis) -TΔSevren. = ΔHsis – TΔSsis Sistem için : G = H - TS ΔG = ΔH - TΔS

21 ΔG = ΔH - TΔS ΔG iş yapmada kullanılabilecek enerji değişimin ifade eder.

22 ΔG = ΔH - TΔS

23 Demir metali demir(III)oksidin hidrojenle indirgenmesiyle elde edilebilir;
Fe2O3(k) + 3H2(g) → 2Fe(k) + 3H2O(g) ∆H° = +98.8kJ ; ∆S°= J/K 1)Yukarıdaki reaksiyon standart şartlar altında (25°C) kendiliğinden gerçekleşebilir mi? 2)Hangi sıcaklıkta reaksiyon kendiliğinden gerçekleşir?

24

25 Standard Serbest enerji değişimi, ΔG°
standard oluşum serbest enerjisi, ΔGf°. Reaksiyonlardaki Standard serbest enerji değişimi , ΔG°. Reaksiyona katılan türlerin standard oluşum serbest enerjileri, ΔGf° kullanarak hesaplanabilir. ΔG° = [ Σ ΔGf°(ürünler) - Σ ΔGf°(reaktifler)]

26

27 Demir metali sanayide, demir cevheri içindeki demir(III)oksidin karbonmonoksitle indirgenmesiyle elde edilir: Fe2O3(k) + 3CO(g) → 2Fe(k) + 3CO2(g) a) Yukarıdaki reaksiyonun 25°C deki standart serbest enerji değişimini hesaplayın. b) Yukarıdaki reaksiyon standart şartlar altında (25°C) kendiliğinden gerçekleşebilir mi? c) Reaksiyonun tersi yüksek sıcaklıklarda kendiliğinden gerçekleşir mi? Açıklayın.

28

29 ΔG ve Denge sabiti (K) ΔG = ΔG° + RT ln Q Denge anında:
ΔG = ΔG° + RT ln K= 0 Denge anında: ΔG° = -RT ln K

30 Civanın 25°C de gaz halindeki ∆G° ’si 31,85kJ/mol. dür
Civanın 25°C de gaz halindeki ∆G° ’si 31,85kJ/mol.dür. Civanın 25°C deki buhar basıncını hesaplayın.

31 25°C de PbCrO4 için Kçç= 2.8 X Buna göre aşağıdaki reaksiyonun 25°C de standart serbest enerji değişimini hesaplayın. PbCrO4 (k) →← Pb2+ (s) + CrO42-