OBECNÁ CHEMIE CHEMICKÁ REAKCE Ing. Alena Hejtmánková, CSc.

OBECNÁ CHEMIE CHEMICKÁ REAKCE Ing. Alena Hejtmánková, CSc. Katedra chemie Agronomická fakulta ČZU Praha © Praha, 2003

Obecná chemie. Chemická reakce. 2 DEFINICE, ZÁKLADNÍ POJMY Chemická reakce změna vnějších fyzikálních podmínek (tlak, teplota) zavedení další vhodné látky do systému proces, kdy zanikají staré chemické vazby a vznikají nové výhody energetické strukturní

Obecná chemie. Chemická reakce. 3 Základní typy chemických reakcí KLASIFIKACE REAKCÍ /1

Obecná chemie. Chemická reakce. 4 KLASIFIKACE REAKCÍ /2 Rozdělení chemických reakcí podle počtu fází homogenní (reaktanty a produkty ve stejné fázi) heterogenní (reakce na fázovém rozhraní)

Obecná chemie. Chemická reakce. 5 KLASIFIKACE REAKCÍ /3 Rozdělení chemických reakcí podle charakteru štěpení vazby homolytické (vznikají radikály) heterolytické (vznikají ionty)

Obecná chemie. Chemická reakce. 6 KLASIFIKACE REAKCÍ /4 Rozdělení chemických reakcí podle reagujících částic molekulové radikálové (řetězový mechanismus) iontové (většina anorganických reakcí v polárních rozpouštědlech) terminace propagace iniciace

Obecná chemie. Chemická reakce. 7 KLASIFIKACE REAKCÍ /5 Rozdělení chemických reakcí podle průběhu vratné (reversibilní) nevratné (irreversibilní)

Obecná chemie. Chemická reakce. 8 KLASIFIKACE REAKCÍ /6 Rozdělení chemických reakcí podle energetické bilance reakce exotermické (reakční teplo se uvolňuje) reakce endotermické (reakční teplo je nutno dodat) enthalpie H vyjadřuje energetické změny U = vnitřní energie soustavy

Obecná chemie. Chemická reakce. 9 KLASIFIKACE REAKCÍ /7 Rozdělení chemických reakcí podle přenášených částic reakce oxidačně-redukční (přenos elektronu e) reakce koordinační (komplexotvorné) reakce protolytické (přenos protonu H+) reakce kyseliny a zásady = acidobazická reakce změna oxidačních čísel přenos atomů nebo skupin atomů

Obecná chemie. Termodynamika. 10 CHEMICKÁ ENERGETIKA  TERMODYNAMIKA Základ tvoří 2 axiomatické věty 1. věta  zákon zachování energie 2. věta  přírodní děje nevratné Termodynamika studuje energetické bilance uskutečnitelnost chemických reakcí  směr průběhu rovnovážné stavy stabilitu látek

Obecná chemie. Termodynamika. 11 TERMODYNAMICKÉ POJMY /1 otevřený uzavřený tlak p, objem V, teplota T, látkové množství n Termodynamický systém Stav systému popisují stavové veličiny Standardní veličiny 101 kPa, 298 K = 25 ºC, např.

Obecná chemie. Termodynamika. 12 TERMODYNAMICKÉ POJMY /2 Vnitřní energie U + vnější energie  Ek, Ep U nelze měřit absolutně  měřitelná je její změna DU

Obecná chemie. Termodynamika. 13 1. VĚTA TERMODYNAMICKÁ Vzrůst vnitřní energie systému znamená pokles energie okolí a naopak. Vzrůst vnitřní energie systému je při jakémkoliv ději roven součtu tepla a práce, které systém při tomto ději přijal.

Obecná chemie. Termodynamika. 14 Práce mechanická objemová (plyny) elektrická (galvanické články, elektrolýza) PRÁCE Izochorický děj (V = konst.) Izobarický děj (p = konst.) DH = tepelné zabarvení reakce při konstantním tlaku (reakční teplo) exotermní reakce DH < 0 DU < 0 endotermní reakce DH > 0 DU > 0

Obecná chemie. Termodynamika. 15 Samovolné děje 2. VĚTA TERMODYNAMICKÁ Přírůstek entropie zvýšení neuspořádanosti pokles pořádku rovnoměrné rozložení částic Entropie S  míra neuspořádanosti systému velmi uspořádané systémy  živé organismy maximum pravděpodobnosti  entropie roste

Obecná chemie. Termodynamika. 16 SPONTÁNNÍ PRŮBĚH DĚJŮ /1 Nová funkce G  Gibbsova energie (volná enthalpie) člen enthalpický  rozhodující vliv člen entropický  vliv roste s teplotou T Kritéria pro spontánní průběh dějů snížení energie zvýšení neuspořádanosti  růst entropie Entropie roste tuhý stav  kapalný stav  plynný stav rozpouštění tuhé látky v kapalině děje, kdy se zvyšuje počet molekul mísení plynů

Obecná chemie. Termodynamika. 17 SPONTÁNNÍ PRŮBĚH DĚJŮ /2 Spřažení obou dějů  živé organismy

Obecná chemie. Termodynamika. 18 SPONTÁNNÍ PRŮBĚH DĚJŮ /3 Exotermní rozkladná reakce DH < 0 DS > 0 Gibbsova energie reakce probíhá samovolně při libovolné teplotě

Obecná chemie. Termodynamika. 19 SPONTÁNNÍ PRŮBĚH DĚJŮ /4 Exotermní skladná reakce DH < 0 DS < 0 Gibbsova energie reakce probíhá samovolně jen při T < T*

Obecná chemie. Termodynamika. 20 SPONTÁNNÍ PRŮBĚH DĚJŮ /5 Endotermní rozkladná reakce DH > 0 DS > 0 Gibbsova energie reakce probíhá za vysokých teplot T > T*

Obecná chemie. Termodynamika. 21 SPONTÁNNÍ PRŮBĚH DĚJŮ /6 DH > 0 DS < 0 Gibbsova energie reakce neprobíhá spontánně DG > 0 vždy

22 KONEC