Nhiet Dong Hoc Phan Ung Pha Ran

8/6/2019 Nhiet Dong Hoc Phan Ung Pha Ran

http://slidepdf.com/reader/full/nhiet-dong-hoc-phan-ung-pha-ran 1/20

LOGO 1

CHƯƠ NG 4: NHIỆT ĐỘNG HỌC

PHẢN Ứ NG PHA RẮN



2

Tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng

Dự đoán chiều hướng diễn ra của quá trìnhhóa học

Hiệu suất của phản ứng

Điều kiện cân bằng và các yếu tố bên ngoàiảnh hưởng đến cân bằng

Nhiệt động học không tính tới thời gian diểnbiến quá trình

Chỉ cần biết trạng thái đầu và cuối của hệ và điều kiệnbên ngoài có ảnh hưởng đến quá trình.





4

Cấu tử là các dạng vật chất cấu tạo nên hệ

VD: rượu 400 gồm nước và ethanol

Pha là tập hợ p nhữ ng phần đồng thể của hệ

+ Giống nhau về thành phần hóa học và tính chất hóa lý.

+ Đượ c phân cách vớ i các pha khác bở i bề mặt phân chia pha.

+ Hệ 1 pha: hệ đồng thể

VD: xăng, không khí

+ Hệ nhiều pha: hệ dị thể

VD: dầu ăn nằm trên nước

CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2↑



5

Hàm trạng thái là hàm số được xác định bằng các thông số trạngthái, phụ thuộc vào trạng thái của hệ.

Enthalpy H

Năng lượng Gibbs G

Entropy S

Nhiệt dung C

Các thông số trạng thái : S, V, n (dung độ) và P, T, μ (cường độ)

Biến thiên của hàm trạng thái chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và

cuối chứ không phụ thuộc vào đường đi.



6

Quá trình là con đường mà hệ chuyển từ trạng thái này sang

trạng thái khác có sự biến đổi ít nhất một thông số trạng thái.

Quá trình thuận nghịch: xảy ra theo 2 chiều,

không gây biến

đổi gì tới môi trường xung quanh

Quá trình bất thuận nghịch:



7

là nhiệt lượng cần dùng để nâng nhiệt độ một chất lên một độTrong quá trình trao đổi nhiệt:

không có phản ứng hoá học

không có biến đổi pha

không có sự thay đổi thành phần của hệ

Nhiệt dung [cal/độ] hay [J/độ]

Nhiệt dung riêng (tỉ nhiệt) [cal/g.độ] hay [J/g.độ]

Nhiệt dung mol – [cal/mol.độ] hay [J/mol.độ]Nhiệt dung mol đẳng áp Cp=a1+b1.T+ c1.T

-2…

Nhiệt dung mol đẳng tích Cv=a2+b2.T+ c2.T-2..

Cp và Cv là hàm trạng thái.



8

A B , H1 = HB -HA

H1 = HB – Hc+Hc-HA

C H1 = H3 + H2

H1

H2H3

Trong cùng một điều kiện, hiệu ứng nhiệt của một phản ứng

không phụ thuộc vào đường đi của quá trình, nghĩa là không phụ

thuộc vào số lượng và đặc điểm của các chất trung gian →

bằng tổng hiệu ứng nhiệt của các phản ứng trung gian.

Tương tự cho S và G



9

+ Nếu quá trình xãy ra ở T và P không đổi:

G = H - TS

G = G2-G1= (H2-H1)- T(S2-S1) =

H – T

S

hay G = H – TS (*)

Đối với quá trình đẳng áp, đẳng nhiệt:

G > 0 Quá trình không tự xảy ra

G < 0 Quá trình tự xảy ra

G = 0 Hệ đạt trạng thái cân bằng



10

G = H – TS

H S -TS G = H - TS

+

+ +

+

+

+--

-

-

-

-

+ tất cả T

- tất cả T

- T cao

+ T thấp

+ T cao

- T thấp



11

Thế đẳng áp tiêu chuẩn là thế đẳng áp đo ở điều kiện tiêu

chuẩn

Ký hiệu ΔGo298 hay ΔGo

Lượng chất đúng 1 mol, áp suất 1 atm, nhiệt độ 298 K,

nồng độ các chất bằng 1 mol/l, các chất ở dạng bền vững

Đơn vị đo kJ/mol

Ký hiệu ΔGo298 tt

Đối với đơn chất ΔG

o

298 tt được qui ước bằng 0



12

1. Theo định nghĩa:



13

Trường hợp quá trình có biến đổi pha (thù hình,nóng chảy,…):

Phải tính riêng cho từng chất trước:

Với λ là nhiệt chuyển pha



14

2. Theo nhiệt dung trung bình: xem Cp là hằng số trongmột khoảng nhiệt độ T1 → T2



15

3. Theo hàm số:

ΔG = a + bT

4. Theo suất điện động của pin:ΔGo = -nEoF

ΔGo = ΔHo – TΔSo

Eo = a + bT

Với ΔHo = -2aF ; ΔSo = 2bF



16

Với một cấu tử bất kỳ: μi = μi0 + RT. lnai

μi0 : thế hóa học tiêu chuẩn ; ai : hoạt độ cấu tử I

Xét phản ứng:b

B +c

C →d

D +e

E

Ta có: ΔG = Σ i. μi

Nếu ΔG0

> 0, phản ứng sẽ xãy ra khi ΔG0

= - RTlnKcb



17

Tác chất và sản phẩm đều là pha rắn

Nếu không tạo dung dịch rắn: ai = 1

ΔG = ΔG

0

, phản ứng chỉ xãy ra khi ΔG

0

< 0

Nếu tạo dung dịch rắn, phản ứng có thể xảy ra khi ΔG0 > 0

mà ΔG < 0

Khi có nhiều phản ứng song song, sản phẩm tạo thành sẽ

ưu tiên theo phản ứng có ΔGT0 thấp nhất.

→ Điều chỉnh thành phần sản phẩm theo nhiệt độ phản ứng



18

Với mỗi dạng thù hình tương ứng với một kiểu cấu trúc nhấtđịnh

Mỗi dạng thù hình phù hợp một khoảng nhiệt độ và áp suấtnhất định

Trạng thái bền được xác định theo năng lượng Gibbs của quátrình biến đổi:

Với dạng α bền ở nhiệt độ thấp, β bền ở nhiệt độ cao

Quá trình biến đổi thuận nghịch: khi ΔH và ΔS cùng dấu (>0),quá trình thu nhiệt

Quá trình biến đổi không thuận nghịch: khi ΔH và ΔS trái dấuhoặc ΔS « ΔH, quá trình tỏa nhiệt



19

Pứ rắn-khí: phân hủy cacbonat, sunphat, khử nước, nung

đất sét, phản ứng tạo silicat, nung các khoáng tự nhiên…

a.Ar → b.Br + x.Xk Kcb = PXx (atm)

→ Chọn áp suất môi trường thích hợp để phản ứng xảy ra.

Pứ rắn- lỏng: hỗn hợp nóng chảy hoặc có pha lỏng.

Nồng độ được thay bằng hoạt độ:



20

Sách thầy Phổ:Xét chiều phản ứng và hoạt độ: BT 5.1, 5.2,

5.3, 5.12, 5.14

Xác định suất điện động BT 5.4, 5.6, 5.8, 5.9

Documents

Nhiet Dong Hoc Phan Ung Pha Ran