Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Podobné dokumenty
Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Rovnováha Tepelná - T všude stejná

Fázové heterogenní rovnováhy Fáze = homogenní část soustavy, oddělná fyzickým rozhraním, na rozhraní se vlastnosti mění skokem

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

12. Elektrochemie základní pojmy

Mol. fyz. a termodynamika

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Opakování

ZMĚNY SKUPENSTVÍ LÁTEK

Fázové rovnováhy I. Phase change cooling vest $ with Free Shipping. PCM phase change materials

IV. Fázové rovnováhy. 4. Fázové rovnováhy Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

bak-06=1/1

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

Chemická kinetika. Reakce 1. řádu rychlost přímo úměrná koncentraci složky

Roztoky - druhy roztoků

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

rtuť při 0 o C = 470 mn m 1 15,45 17,90 19,80 21,28

Nauka o materiálu. Přednáška č.10 Difuze v tuhých látkách, fáze a fázové přeměny

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

LOGO. Změny skupenství

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, interaktivní tabule, fyzikální pomůcky

Stanovení křivky rozpustnosti fenol-voda. 3. laboratorní cvičení

Základy molekulové fyziky a termodynamiky

TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

6. Stavy hmoty - Plyny

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop

Valenční elektrony a chemická vazba

SKUPENSKÉ PŘEMĚNY POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

5. Stavy hmoty Kapaliny a kapalné krystaly

CHEMICKÁ VAZBA. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

15,45 17,90 19,80 21,28. 24,38 28,18 27,92 28,48 dichlormethan trichlormethan tetrachlormethan kys. mravenčí kys. octová kys. propionová kys.

Chemická vazba. John Dalton Amadeo Avogadro

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu

Přehled otázek z fyziky pro 2.ročník

2.3 CHEMICKÁ VAZBA. Molekula bílého fosforu P 4 a kyseliny sírové H 2 SO 4. Předpona piko p je dílčí jednotkou a udává velikost m.

F8 - Změny skupenství Číslo variace: 1

Počet atomů a molekul v monomolekulární vrstvě

Výzkum vlivu přenosových jevů na chování reaktoru se zkrápěným ložem katalyzátoru. Petr Svačina

John Dalton Amadeo Avogadro

Termodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické

Látkové množství n poznámky 6.A GVN

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od do

DUM č. 12 v sadě. 10. Fy-1 Učební materiály do fyziky pro 2. ročník gymnázia

(test version, not revised) 24. listopadu 2010

Molekulová fyzika a termika:

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce


7. Elektrický proud v polovodičích

Řešení: Fázový diagram vody

Nultá věta termodynamická

III. Stacionární elektrické pole, vedení el. proudu v látkách

d T FP = fázový přechod (tání, tuhnutí, vypařování, kapalnění, sublimace)

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

Stavové chování plynů a kapalin

Základní poznatky. Teplota Vnitřní energie soustavy Teplo

5.7 Vlhkost vzduchu Absolutní vlhkost Poměrná vlhkost Rosný bod Složení vzduchu Měření vlhkosti vzduchu

4. Stanovení teplotního součinitele odporu kovů

test zápočet průměr známka

Oxidace a redukce. Objev kyslíku nový prvek, vyvrácení flogistonové teorie. Hoření = slučování s kyslíkem = oxidace. 2 Mg + O 2 2 MgO S + O 2 SO 2

Tepelná technika. Teorie tepelného zpracování Doc. Ing. Karel Daďourek, CSc Technická univerzita v Liberci 2007

1. Fázové rozhraní 1-1

F - Změny skupenství látek

Průvodka. CZ.1.07/1.5.00/ Zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Vazby v pevných látkách

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

3.3 Částicová stavba látky

Mezimolekulové interakce

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

Adsorpce. molekulární adsorpce: (g) (s), (l) (s)/(l),... iontová adsorpce Paneth Fajans. výměnná iontová adsorpce, protionty v aluminosilikátech

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

Jednosložkové soustavy

Chemická vazba. Molekula vodíku. Elektronová teorie. Oktetové pravidlo (Kossel, Lewis, 1916) Pevnost vazby vazebná energie.

Ch - Rozlišování látek

Oxidace a redukce. Hoření = slučování s kyslíkem = oxidace. 2 Mg + O 2 2 MgO S + O 2 SO 2. Redukce = odebrání kyslíku

ÚPRAVA VODY V ENERGETICE. Ing. Jiří Tomčala

Zadání příkladů řešených na výpočetních cvičeních z Fyzikální chemie I, obor CHTP. Termodynamika. Příklad 10

Chemie povrchů verze 2013

Vybrané technologie povrchových úprav. Základy vakuové techniky Doc. Ing. Karel Daďourek 2006

Elektrochemický potenciál Standardní vodíková elektroda Oxidačně-redukční potenciály

Energie v chemických reakcích

Transkript:

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky Metalické roztavené kovy, ionty + elektrony, elektrostatické síly Iontové roztavené soli, FLINAK (LiF + NaF + KF), volně pohyblivé anionty a kationty, iontová elektrická vodivost, N N N N N (CH 2 )n N N N HO N OH Cl -, AlCl 4-, Al 2 Cl 7-, Al 3 Cl 10-, PF 6-, SnCl 3-, BCl 3-, BF 4-, NO 3-, OSO 2 CF 3- (triflát), CH 3 C 6 H 4 SO 3-, N(SO 2 CF 3 ) 2-, PO 3-4 1

Iontové kapaliny Nejstarší známá : EtNH 3+ NO 3 - t.t. 12 C kapalné za laboratorní teploty nebo nízká t.t. teplotní rozsah 40 C do 400 C velmi polární, nekoordinující, zcela ionizované netěkavé neměřitelná tenze par nehořlavé, neoxidující, tepelně stabilní elektrochemický rozsah > 4V (nejsou oxidovány nebo redukovány) nemísitelné s organickými rozpouštědly hydrofobní IK nemísitelné s vodou 2

Děrová teorie kapalin Pevná látky (molekulové) těsně uspořádané mřížky, molekuly se vzájemně dotýkají, vdw poloměry Kapaliny stejné vzdálenosti nejbližších sousedů jako v (s), nižší hustota, koordinační číslo klesá s rostoucí teplotou. Ar(s) k.č. 12 Ar(l) k.č. 10 11 při teplotě tání, hustota menší o 12% Ar(l) k.č. 4 při kritické teplotě Kapaliny volný prostor (díry) v jinak skoro těsně uspořádané struktuře, molekuly s vysokou E kin se pohybují se strukturou, molekuly s nízkou E kin se účastní vdw interakcí 3

Děrová teorie kapalin Dva druhy molekul v kapalinách: 1. Molekuly sousedící s vakancí (dírou) podobné (g) 2. Molekuly obklopené jinými molekulami podobné (s) Struktura kapalin je mezi pravidelnou strukturou pevných látek a neuspořádaným pohybem plynů. E kin molekul kapalin je příliš vysoká, aby se udržely ve pevných mřížkových pozicích, ale příliš nízká na to, aby se uvolnily z vdw přitažlivých sil a opustily nádobu 4

Povrchové napětí Molekuly na povrchu kapaliny interagují jen s jinými molekulami uvnitř kapaliny, nerovnoměrné rozložení sil Síla v povrchu kapaliny, která se snaží udržet plochu povrchu co nejmenší, kulový tvar. Energie na vytvoření 1 m 2 nového povrchu. 5

Volná povrchová energie Povrchové napětí E = γ S γ = povrchové napětí [N m 1 = J m 2 ] S = plocha povrchu F = γ l [N m 1 = J m 2 ] Energie spotřebovaná na tvorbu nového povrchu = vytrhnout molekuly z míst uvnitř kapaliny (pevně vázané) a přenést na povrch (hůře vázané) 6

Povrchové napětí Vodoměrka Desinfekce Tenzidy - mýdla Rozhraní (T, 20 o C) γ, Povrchové napětí [mj m 2 ] Voda / Vzduch 72.75 Hg / Vzduch 472 Benzen / Vzduch 28.88 Voda / Vzduch (100 o C) 58.0 7

Povrchové napětí vody Mytí teplou vodou 8

Měření povrchového napětí Tensiometr Destička - Wilhelmy Tensiometr Kroužek DeNouy 2 π D γ = F Visící kapka 9

Papírová chromatografie 10

Viskozita Vnitřní tření, odpor kapaliny k toku Roste s rostoucími mezimolekulovými silami: OH OH OH OH OH OH Roste s délkou řetězce, proplétání Klesá s rostoucí teplotou η = A exp(e / RT) Stokesova rovnice F = 6 π η r v η = viskozita [ kg m 1 s 1 ] r = poloměr kuličky v = rychlost pohybu 11

Vypařování kapalin a kondenzace par Molekuly u povrchu kapaliny, které mají dostatečnou E kin a správný směr pohybu, mohou překonat vdw síly, povrchové napětí a opustit kapalinu do plynné fáze (i pod t. v.) Odcházejí energeticky bohaté molekuly kapalina se ochlazuje Kondenzace = srážka molekuly (g) s povrchem (l), ztráta části E kin, molekula zachycena vdw silami do (l) Výparné a kondenzační teplo 12

Tenze par = tlak nasycené páry Uzavřený prostor Tlak nasycené páry Dynamická rovnováha 13

Tenze par = tlak nasycené páry [torr] Teplota 20 ºC 25 ºC 50 ºC Látka Voda 17.5 23.8 92.5 Diethylether 377 470 1325 Tenze par roste s teplotou (760 torr = 101.325 kpa) 14

Tenze par 15

Tenze par z hlediska kinetické teorie slabší mezimolekulové síly Za dané T mají látky se slabšími mezimolekulovými silami vyšší tlak par silné mezimolekulové síly 16

Tenze par roste s teplotou 17

Tlak nasycených par 18

Bod varu = teplota, při které se vyrovná tenze par s vnějším tlakem Normální bod varu = teplota, při které se vyrovná tenze par s vnějším tlakem 101.325 kpa Bod sublimační = teplota, při které se vyrovná tenze par pevné látky s vnějším tlakem Normální bod sublimační = teplota, při které se vyrovná tenze par pevné látky s vnějším tlakem 101.325 kpa Var a sublimaci lze vyvolat zahříváním nebo snížením tlaku 19

Normální body varu hydridů 14. 17. skupiny Silné vodíkové vazby zadržují molekuly v kapalině = nižší tlak par = vysoká teplota varu 20

p-t fázový diagram Kritický bod Tlak Trojný bod Teplota 21

p-t fázový diagram Trojný bod Teplota a tlak při nichž jsou všechny tři fáze v rovnováze Kritický bod nad k. b. jsou kapalná a plynná fáze nerozlišitelné, zmizí meniskus Kritická teplota - minimální teplota pro zkapalnění plynu zvýšeným tlakem Kritický tlak 22

Kritický bod benzenu Zmizí fázové rozhraní mezi l a g (meniskus) 300.7 ºC 307.4 ºC 309.2 ºC 23

Hustota vody (g, l, s) 24

p-t fázový diagram Zvýšení tlaku sníží teplotu tání vody = anomálie Zvýšení tlaku způsobí zmrznutí kapaliny 25

Clausius-Clapeyronova rovnice Clapeyronova rovnice pro fázovou přeměnu Pro l-g rovnováhu: 1) V m (g) >> V m (l), pak V m =V m (g) 2) V m (g) ze stavové rovnice id. plynu dp dt = H T V m m Diferenciální Clausius-Clapeyronova rovnice d ln p dt = Integrovaná Clausius-Clapeyronova rovnice H RT m 2 V m ( g) = RT p 26

Troutonovo pravidlo pára kapalina G = 0 v rovnováze, při fázových přeměnách G = H - T S = 0 S Pro různé kapaliny (nepolární) je za normálního bodu varu výparná molární entropie přibližně stejná 0 H m, výp, = 90JK T 0 m výp v 1 mol Neplatí pro vodu při 100 ºC velmi silné H můstky = velmi uspořádaná struktura = malá entropie kapalné vody S 0 výp = 109 J K -1 mol -1 1 27

Difuze Probíhá v kapalinách a plynech, v pevných látkách za zvýšené teploty 1. Fickův zákon Samovolné míšení látek Výsledek nahodilého pohybu molekul J = DA dc dx 28

1. Fickův zákon J = DA dc dx J = difuzní tok [mol s 1 m 2 ] D = difuzní koeficient dc/dx = gradient konc. A = plocha [m 2 ] x 29