KEMIJSKA KEMIJSKA RAVNOTEŽARAVNOTEŽA

Svaki sistem nastoji da uz oslobađanje Svaki sistem nastoji da uz oslobađanje energije postigne stabilnije stanjeenergije postigne stabilnije stanje

Pri p T = konstPri p T = konst Kemijska reakcija teče spontano tako dugo Kemijska reakcija teče spontano tako dugo

dok sustav oslobađa Gibbsovu energiju tj dok sustav oslobađa Gibbsovu energiju tj dok je dok je ΔΔrrG lt 0G lt 0

RAVNOTEŽNO STANJE (RAVNOTEŽNO STANJE (ΔΔrrG = 0) stvorena G = 0) stvorena je ravnotežna smjesa s određenim je ravnotežna smjesa s određenim sadržajem reaktanata i produkata reakcijesadržajem reaktanata i produkata reakcije

A + BA + B C + DC + D

reverzibilna reakcija

Zbivaju li se promjene volumena pri konstantnom Zbivaju li se promjene volumena pri konstantnom tlaku i temperaturi energija koja se može pretvoriti tlaku i temperaturi energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se GIBBSOVA u druge oblike energije zove se GIBBSOVA ENERGIJAENERGIJA

Ovu termodinamičku funkciju još nazivamo Ovu termodinamičku funkciju još nazivamo SLOBODNOM ENERGIJOMSLOBODNOM ENERGIJOM

G = H ndash TSG = H ndash TS gdje jegdje je H entalpija (termodinamička veličina određena H entalpija (termodinamička veličina određena

zbrojem unutrašnje energije i umnoška tlaka i zbrojem unutrašnje energije i umnoška tlaka i volumena nekog tijela)volumena nekog tijela)

TS vezana energija koja se ne može iskorisiti za radTS vezana energija koja se ne može iskorisiti za rad

Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili produkataprodukata

AgAg++ + Cl + Cl-- AgClAgCl

HH22O O H H++ + OH + OH--

Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s vremenom Termodinamičke veličine ostaju vremenom Termodinamičke veličine ostaju konstantne Koncentracije raktanata i konstantne Koncentracije raktanata i produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba smjera teče istom brzinomsmjera teče istom brzinom

UVJETI RAVNOTEŽE UVJETI RAVNOTEŽE ΔΔrrG = 0G = 0

vv11 = v = v-1-1

USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA TEĆI RAVNOTEŽA JE TEĆI RAVNOTEŽA JE DINAMIČKO STANJEDINAMIČKO STANJE

REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM UDESNO I ULIJEVO PA SE NE UDESNO I ULIJEVO PA SE NE OČITUJE PROMJENA U OČITUJE PROMJENA U REAKCIJSKOJ SMJESIREAKCIJSKOJ SMJESI

IREVERZIBILNE REAKCIJEIREVERZIBILNE REAKCIJE A + B A + B rarrrarr C + D C + D VV11 = k = k11 [[AA] [] [BB]] kk11 = konstanta brzine reakcije= konstanta brzine reakcije VV11 = brzina reakcije tijekom vremena se = brzina reakcije tijekom vremena se smanjujesmanjuje

jer se smanjuje koncentracija reaktanatajer se smanjuje koncentracija reaktanata

REVERZIBILNE REAKCIJEREVERZIBILNE REAKCIJE A + BA + B C + DC + D VV-1-1 = k = k -1-1 [[CC] [] [DD]] k k -1-1 = konstanta brzine povratne reakcije= konstanta brzine povratne reakcije VV-1-1 = brzina povratne reakcije tijekom vremena = brzina povratne reakcije tijekom vremena

se se povećavapovećava jer se povećava broj molekula jer se povećava broj molekula produkataprodukata

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Svaki sistem nastoji da uz oslobađanje Svaki sistem nastoji da uz oslobađanje energije postigne stabilnije stanjeenergije postigne stabilnije stanje

Pri p T = konstPri p T = konst Kemijska reakcija teče spontano tako dugo Kemijska reakcija teče spontano tako dugo

dok sustav oslobađa Gibbsovu energiju tj dok sustav oslobađa Gibbsovu energiju tj dok je dok je ΔΔrrG lt 0G lt 0

RAVNOTEŽNO STANJE (RAVNOTEŽNO STANJE (ΔΔrrG = 0) stvorena G = 0) stvorena je ravnotežna smjesa s određenim je ravnotežna smjesa s određenim sadržajem reaktanata i produkata reakcijesadržajem reaktanata i produkata reakcije

A + BA + B C + DC + D

reverzibilna reakcija

Zbivaju li se promjene volumena pri konstantnom Zbivaju li se promjene volumena pri konstantnom tlaku i temperaturi energija koja se može pretvoriti tlaku i temperaturi energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se GIBBSOVA u druge oblike energije zove se GIBBSOVA ENERGIJAENERGIJA

Ovu termodinamičku funkciju još nazivamo Ovu termodinamičku funkciju još nazivamo SLOBODNOM ENERGIJOMSLOBODNOM ENERGIJOM

G = H ndash TSG = H ndash TS gdje jegdje je H entalpija (termodinamička veličina određena H entalpija (termodinamička veličina određena

zbrojem unutrašnje energije i umnoška tlaka i zbrojem unutrašnje energije i umnoška tlaka i volumena nekog tijela)volumena nekog tijela)

TS vezana energija koja se ne može iskorisiti za radTS vezana energija koja se ne može iskorisiti za rad

Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili produkataprodukata

AgAg++ + Cl + Cl-- AgClAgCl

HH22O O H H++ + OH + OH--

Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s vremenom Termodinamičke veličine ostaju vremenom Termodinamičke veličine ostaju konstantne Koncentracije raktanata i konstantne Koncentracije raktanata i produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba smjera teče istom brzinomsmjera teče istom brzinom

UVJETI RAVNOTEŽE UVJETI RAVNOTEŽE ΔΔrrG = 0G = 0

vv11 = v = v-1-1

USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA TEĆI RAVNOTEŽA JE TEĆI RAVNOTEŽA JE DINAMIČKO STANJEDINAMIČKO STANJE

REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM UDESNO I ULIJEVO PA SE NE UDESNO I ULIJEVO PA SE NE OČITUJE PROMJENA U OČITUJE PROMJENA U REAKCIJSKOJ SMJESIREAKCIJSKOJ SMJESI

IREVERZIBILNE REAKCIJEIREVERZIBILNE REAKCIJE A + B A + B rarrrarr C + D C + D VV11 = k = k11 [[AA] [] [BB]] kk11 = konstanta brzine reakcije= konstanta brzine reakcije VV11 = brzina reakcije tijekom vremena se = brzina reakcije tijekom vremena se smanjujesmanjuje

jer se smanjuje koncentracija reaktanatajer se smanjuje koncentracija reaktanata

REVERZIBILNE REAKCIJEREVERZIBILNE REAKCIJE A + BA + B C + DC + D VV-1-1 = k = k -1-1 [[CC] [] [DD]] k k -1-1 = konstanta brzine povratne reakcije= konstanta brzine povratne reakcije VV-1-1 = brzina povratne reakcije tijekom vremena = brzina povratne reakcije tijekom vremena

se se povećavapovećava jer se povećava broj molekula jer se povećava broj molekula produkataprodukata

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Zbivaju li se promjene volumena pri konstantnom Zbivaju li se promjene volumena pri konstantnom tlaku i temperaturi energija koja se može pretvoriti tlaku i temperaturi energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se GIBBSOVA u druge oblike energije zove se GIBBSOVA ENERGIJAENERGIJA

Ovu termodinamičku funkciju još nazivamo Ovu termodinamičku funkciju još nazivamo SLOBODNOM ENERGIJOMSLOBODNOM ENERGIJOM

G = H ndash TSG = H ndash TS gdje jegdje je H entalpija (termodinamička veličina određena H entalpija (termodinamička veličina određena

zbrojem unutrašnje energije i umnoška tlaka i zbrojem unutrašnje energije i umnoška tlaka i volumena nekog tijela)volumena nekog tijela)

TS vezana energija koja se ne može iskorisiti za radTS vezana energija koja se ne može iskorisiti za rad

Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili produkataprodukata

AgAg++ + Cl + Cl-- AgClAgCl

HH22O O H H++ + OH + OH--

Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s vremenom Termodinamičke veličine ostaju vremenom Termodinamičke veličine ostaju konstantne Koncentracije raktanata i konstantne Koncentracije raktanata i produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba smjera teče istom brzinomsmjera teče istom brzinom

UVJETI RAVNOTEŽE UVJETI RAVNOTEŽE ΔΔrrG = 0G = 0

vv11 = v = v-1-1

USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA TEĆI RAVNOTEŽA JE TEĆI RAVNOTEŽA JE DINAMIČKO STANJEDINAMIČKO STANJE

REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM UDESNO I ULIJEVO PA SE NE UDESNO I ULIJEVO PA SE NE OČITUJE PROMJENA U OČITUJE PROMJENA U REAKCIJSKOJ SMJESIREAKCIJSKOJ SMJESI

IREVERZIBILNE REAKCIJEIREVERZIBILNE REAKCIJE A + B A + B rarrrarr C + D C + D VV11 = k = k11 [[AA] [] [BB]] kk11 = konstanta brzine reakcije= konstanta brzine reakcije VV11 = brzina reakcije tijekom vremena se = brzina reakcije tijekom vremena se smanjujesmanjuje

jer se smanjuje koncentracija reaktanatajer se smanjuje koncentracija reaktanata

REVERZIBILNE REAKCIJEREVERZIBILNE REAKCIJE A + BA + B C + DC + D VV-1-1 = k = k -1-1 [[CC] [] [DD]] k k -1-1 = konstanta brzine povratne reakcije= konstanta brzine povratne reakcije VV-1-1 = brzina povratne reakcije tijekom vremena = brzina povratne reakcije tijekom vremena

se se povećavapovećava jer se povećava broj molekula jer se povećava broj molekula produkataprodukata

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili Malene ravnotežne koncentracije reaktanata ili produkataprodukata

AgAg++ + Cl + Cl-- AgClAgCl

HH22O O H H++ + OH + OH--

Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s Svojstva sistema u ravnoteži ne mijenjaju se s vremenom Termodinamičke veličine ostaju vremenom Termodinamičke veličine ostaju konstantne Koncentracije raktanata i konstantne Koncentracije raktanata i produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba produkata se ne mijenjaju Reakcija u oba smjera teče istom brzinomsmjera teče istom brzinom

UVJETI RAVNOTEŽE UVJETI RAVNOTEŽE ΔΔrrG = 0G = 0

vv11 = v = v-1-1

USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA TEĆI RAVNOTEŽA JE TEĆI RAVNOTEŽA JE DINAMIČKO STANJEDINAMIČKO STANJE

REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM UDESNO I ULIJEVO PA SE NE UDESNO I ULIJEVO PA SE NE OČITUJE PROMJENA U OČITUJE PROMJENA U REAKCIJSKOJ SMJESIREAKCIJSKOJ SMJESI

IREVERZIBILNE REAKCIJEIREVERZIBILNE REAKCIJE A + B A + B rarrrarr C + D C + D VV11 = k = k11 [[AA] [] [BB]] kk11 = konstanta brzine reakcije= konstanta brzine reakcije VV11 = brzina reakcije tijekom vremena se = brzina reakcije tijekom vremena se smanjujesmanjuje

jer se smanjuje koncentracija reaktanatajer se smanjuje koncentracija reaktanata

REVERZIBILNE REAKCIJEREVERZIBILNE REAKCIJE A + BA + B C + DC + D VV-1-1 = k = k -1-1 [[CC] [] [DD]] k k -1-1 = konstanta brzine povratne reakcije= konstanta brzine povratne reakcije VV-1-1 = brzina povratne reakcije tijekom vremena = brzina povratne reakcije tijekom vremena

se se povećavapovećava jer se povećava broj molekula jer se povećava broj molekula produkataprodukata

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE USPOSTAVLJANJE RAVNOTEŽE NE ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA ZNAČI DA JE REAKCIJA PRESTALA TEĆI RAVNOTEŽA JE TEĆI RAVNOTEŽA JE DINAMIČKO STANJEDINAMIČKO STANJE

REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM REAKCIJA TEČE ISTOM BRZINOM UDESNO I ULIJEVO PA SE NE UDESNO I ULIJEVO PA SE NE OČITUJE PROMJENA U OČITUJE PROMJENA U REAKCIJSKOJ SMJESIREAKCIJSKOJ SMJESI

IREVERZIBILNE REAKCIJEIREVERZIBILNE REAKCIJE A + B A + B rarrrarr C + D C + D VV11 = k = k11 [[AA] [] [BB]] kk11 = konstanta brzine reakcije= konstanta brzine reakcije VV11 = brzina reakcije tijekom vremena se = brzina reakcije tijekom vremena se smanjujesmanjuje

jer se smanjuje koncentracija reaktanatajer se smanjuje koncentracija reaktanata

REVERZIBILNE REAKCIJEREVERZIBILNE REAKCIJE A + BA + B C + DC + D VV-1-1 = k = k -1-1 [[CC] [] [DD]] k k -1-1 = konstanta brzine povratne reakcije= konstanta brzine povratne reakcije VV-1-1 = brzina povratne reakcije tijekom vremena = brzina povratne reakcije tijekom vremena

se se povećavapovećava jer se povećava broj molekula jer se povećava broj molekula produkataprodukata

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

IREVERZIBILNE REAKCIJEIREVERZIBILNE REAKCIJE A + B A + B rarrrarr C + D C + D VV11 = k = k11 [[AA] [] [BB]] kk11 = konstanta brzine reakcije= konstanta brzine reakcije VV11 = brzina reakcije tijekom vremena se = brzina reakcije tijekom vremena se smanjujesmanjuje

jer se smanjuje koncentracija reaktanatajer se smanjuje koncentracija reaktanata

REVERZIBILNE REAKCIJEREVERZIBILNE REAKCIJE A + BA + B C + DC + D VV-1-1 = k = k -1-1 [[CC] [] [DD]] k k -1-1 = konstanta brzine povratne reakcije= konstanta brzine povratne reakcije VV-1-1 = brzina povratne reakcije tijekom vremena = brzina povratne reakcije tijekom vremena

se se povećavapovećava jer se povećava broj molekula jer se povećava broj molekula produkataprodukata

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

U stanju ravnotežeU stanju ravnoteže VV11 = = VV-1-1 kk11 [[AA] [] [BB]] = = k k -1-1 [[CC] [] [DD]] kk11k k -1-1 = (= ([[CC] [] [DD]])) ( ([[AA] [] [BB]]) ) kk11k k -1-1 = = KKcc

ZAKON O DJELOVANJU MASAZAKON O DJELOVANJU MASAILIILI

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽEZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA ZAKON KEMIJSKE RAVNOTEŽE ZA RAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINERAZRIJEĐENE (IDEALNE) OTOPINE

aA + bBaA + bB cC + dDcC + dD (([[CC]]cc [ [DD]]dd)) ( ([[AA]]aa [ [BB]]bb) = ) = KKcc

KKcc = konstanta kemijske ravnoteže = konstanta kemijske ravnoteže

definirana je koncentracijama

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

ZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNEZA OTOPINE KOJE NISU IDEALNE u izraz za konstantu ravnoteže treba u izraz za konstantu ravnoteže treba

uvrštavati aktivitete tvariuvrštavati aktivitete tvari

aacc(B) = y(B) c(B)moldm(B) = y(B) c(B)moldm-3-3

y(B)y(B) je koeficijent aktiviteta tvari B je koeficijent aktiviteta tvari B A + BA + B C + DC + D aa(C)(C) aa(D)(D) aa(A) (A) aa(B) = (B) = KKΘΘ

KKΘ Θ = = Kc Kc x x yy(C)(C) yy(D)(D) yy(A) (A) yy(B)(B) KKΘΘ standardna konstanta kemijske standardna konstanta kemijske

ravnotežeravnoteže

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

AKTIVITETAKTIVITET je djelatna koncentracija je djelatna koncentracija tvari u nekom reakcijskom sistemutvari u nekom reakcijskom sistemu

Razlika između aktiviteta i stvarne Razlika između aktiviteta i stvarne koncentracije neke otopine koncentracije neke otopine proporcionalna je privlačnim silama proporcionalna je privlačnim silama među otopljenim česticama a među otopljenim česticama a izražava se izražava se koeficijentomkoeficijentom aktivitetaaktiviteta To je broj kojim treba pomnožiti To je broj kojim treba pomnožiti koncentraciju neke otopine da bi se koncentraciju neke otopine da bi se dobila njezina djelatna koncentracijadobila njezina djelatna koncentracija

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Ovisnost konstante ravnoteže o Ovisnost konstante ravnoteže o temperaturitemperaturi

Konstanta ravnoteže znatno varira s Konstanta ravnoteže znatno varira s temperaturomtemperaturom

ΔΔrrGGΘΘ = -RT ln K = -RT ln KΘΘ ΔΔrrGGΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ - T - TΔΔrrSSΘΘ

- RT ln K- RT ln KΘΘ = = ΔΔrrHHΘΘ ndashndash T TΔΔrrSSΘΘ

ln Kln KΘΘ = (- = (-ΔΔrrHHΘΘ R) R)(1T) + ((1T) + (ΔΔrrSSΘ Θ R)R) y = ax + by = ax + b SS == entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti entropija (funkcija koja govori o iskoristivosti

toplinske energije) toplinske energije) tvar u bilo kojem tvar u bilo kojem agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad agregatnom stanju zagrijana na temperaturu iznad apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije apsolutne nule sadrži određenu toplinu koju nije moguće upotrijebiti za koristan radmoguće upotrijebiti za koristan rad

ln Kln KΘΘ

1T

ΔΔrHrHΘΘRR

ΔΔrSrSΘΘRR

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Jednadžba pravca u eksplicitnom Jednadžba pravca u eksplicitnom oblikuobliku

y = kx + ly = kx + l kk je koeficijent smjera pravca je koeficijent smjera pravca ll je odsječak na osi je odsječak na osi yy tgtg = = kk

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA UTJECAJ VANJSKIH ČIMBENIKA NA KEMIJSKU RAVNOTEŽUNA KEMIJSKU RAVNOTEŽU

RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE RAVNOTEŽNO STANJE OSTAJE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE NEPROMIJENJENO UKOLIKO SE NE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE PROMIJENE UVJETI PRI KOJIMA JE RAVNOTEŽA POSTIGNUTARAVNOTEŽA POSTIGNUTA

utjecaj koncentracije tvariutjecaj koncentracije tvari utjecaj tlakautjecaj tlaka utjecaj temperatureutjecaj temperature rarr rarr stvaranje nove ravnotežestvaranje nove ravnoteže

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Le Chatelierov principLe Chatelierov princip PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI PRINCIP NAJMANJEG NASILJA ILI

PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA PRINCIP POPUSTLJIVOSTI SISTEMA kad se na neki sustav u ravnoteži kad se na neki sustav u ravnoteži djeluje izvana sustav će reagirati djeluje izvana sustav će reagirati tako da to djelovanje smanjitako da to djelovanje smanji

prilagođavanje novonastalim uvjetimaprilagođavanje novonastalim uvjetima

POMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽEPOMAK KEMIJSKE RAVNOTEŽE

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Utjecaj koncentracije tvari na Utjecaj koncentracije tvari na kemijsku ravnotežukemijsku ravnotežu

CC22HH55OH + CHOH + CH33COOHCOOH CHCH33COOCCOOC22HH55 + + HH22OO

Kc = Kc = [[CHCH33COOCCOOC22HH55]] ∙∙ [[HH22OO]] [ [CHCH33COOHCOOH]] ∙∙[[CC22HH55OHOH]]

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Utjecaj temperature na ravnotežuUtjecaj temperature na ravnotežu

TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU TEMPERATURA UTJEČE NA RAVNOTEŽU ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE ALI MIJENJA I KONSTANTU RAVNOTEŽE KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O KEMIJSKE REAKCIJE OVISNO O PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE PREDZNAKU REAKCIJSKE ENTALPIJE ΔΔrrHHΘΘ

ln K = - ln K = - ΔΔrrHHΘΘ RT RT ++ ΔΔrrSSΘΘ R R porast temperature pogoduje porast temperature pogoduje

endotermnim reakcijamaendotermnim reakcijama egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj egzotermne reakcije bolje teku pri nižoj

temperaturitemperaturi

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Što to značiŠto to znači Ukoliko zagrijavamo tvari u Ukoliko zagrijavamo tvari u

egzotermnom procesu ravnoteža se egzotermnom procesu ravnoteža se pomiče u smjeru nastajanja pomiče u smjeru nastajanja reaktanata a zagrijavanje tvari u reaktanata a zagrijavanje tvari u endotermnom procesu pomiče endotermnom procesu pomiče ravnotežu u smjeru dobivanja ravnotežu u smjeru dobivanja produkataprodukata

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Primjer za utjecaj temperature na ravnotežuPrimjer za utjecaj temperature na ravnotežuegzotermna reakcija nastajanja HClegzotermna reakcija nastajanja HCl

HH22 + Cl + Cl22 2HCl2HCl ΔΔrrH lt 0H lt 0 TempTemp 300K300K 600K600K

900K900K Kc = cKc = c22

HClHClccHH22ccClCl22

32x1032x101616 25x1025x1088 55x1055x1055

Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se Smanjenje vrijednosti konstante upućuje na to da se zagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata Hzagrijavanjem ravnoteža pomiče na stranu reaktanata H22 i i ClCl22 a smanjuje se koncentracija klorovodika a smanjuje se koncentracija klorovodika

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Utjecaj tlaka na kemijsku ravnotežuUtjecaj tlaka na kemijsku ravnotežu

Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o Ravnoteža reakcije u plinskom sustavu ovisi o ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj ukupnom tlaku plinske smjese ako se broj molekula reaktanata razlikuje od broja molekula reaktanata razlikuje od broja molekula produkata reakcijemolekula produkata reakcije

NN22 (g) + 3 H (g) + 3 H22 (g) (g) 2 NH2 NH33 (g) (g) ΔΔrrH lt 0H lt 0

4 molekule 4 molekule rarr rarr 2 molekule2 molekule

ΔΔrrH lt 0 sistem predaje toplinu okoliniH lt 0 sistem predaje toplinu okolini Povećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenjePovećanje tlaka povoljno djeluje na iskorištenje KKpp = (p = (pNHNH33

))2 2 p pNN22 (p(pHH22))33

SMANJENJE TLAKA

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Tlak barTlak barTempTempCC 200200 400400 600600 800800 10001000

200200 9090 9696 9797 9898 96 96

300300 6464 7676 8282 8888 92 92

400400 3939 5555 6565 7373 80 80

500500 2020 3232 4343 5151 57 57

Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja Zagrijavanjem smjese iskorištenje reakcije opada jer je proces dobivanja amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijaka egzoterman pa se ravnoteža pomiće ulijevo (dobiveni amonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenjeamonijak se raspada) Povećanje tlaka povoljno utječe na iskorištenje

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

RAVNOTEŽE U HOMOGENIM RAVNOTEŽE U HOMOGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

Produkti i reaktanti su u istoj faziProdukti i reaktanti su u istoj fazi CC22HH55OH + CHOH + CH33COOH CHCOOH CH33COOCCOOC22HH55 + H + H22OO MnožinamolMnožinamol Octena kisOctena kis EtOHEtOH Ester Ester

VodaVoda na početku reakcna početku reakc 11 1 1 00 00 u toku reakcijeu toku reakcije 2323 2323 u ravnoteži ostalou ravnoteži ostalo 1313 1313 2323 2323

Kc= cKc= cesterester ccvodavoda c calkoholalkohol cckiselinakiselina

Kc =Kc =

Kc = 4Kc = 4

23 23 23 23

13 13 13 13

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

SUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITOSUSTAV ČVRSTO ndash PLINOVITO SUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆESUSTAV ČVRSTO ndash TEKUĆE SUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITOSUSTAV TEKUĆE ndash PLINOVITO SUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆESUSTAV TEKUĆE ndashTEKUĆE

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

RAVNOTEŽE U HETEROGENIM RAVNOTEŽE U HETEROGENIM REAKCIJAMAREAKCIJAMA

REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM REAKCIJE KOJE SE ZBIVAJU U RAZLIČITIM FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) FAZAMA (RAZLIČITIM AGREGATNIM STANJIMA) NAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJENAZIVAMO HETEROGENE REAKCIJE

CaCOCaCO33 (s) (s) CaO (s) + CO CaO (s) + CO22 (g) (g) Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa Čvrste tvari imaju određen ali mali tlak pare pa

je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u je zbog toga plinovita faza homogeni sistem u kojem su prisutne sve tri komponentekojem su prisutne sve tri komponente

KKpp = p = pCaOCaO p pCOCO22ppCaCOCaCO33

Vrijednosti pVrijednosti pCaOCaOppCaCOCaCO33 stalne su pri stalnoj stalne su pri stalnoj

temperaturi temperaturi rarr rarr ppCaOCaOppCaCOCaCO3 3 = K= K11

KKpp = K = K11xx ppCOCO2 2 KKpp K K11= K= Kpp

rsquorsquo = = ppCOCO2 2

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA RAVNOTEŽA U REAKCIJAMA DISOCIJACIJEDISOCIJACIJE

TERMIČKA DISOCIJACIJATERMIČKA DISOCIJACIJA ELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJAELEKTROLITIČKA DISOCIJACIJA rarr rarr elektroliti (jaki slabi) elektroliti (jaki slabi) SKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJESKTIPTA IZ FIZIKALNE KEMIJE

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Odnosi između Odnosi između entalpije entalpije HH (ukupne energije koju posjeduje tvar u (ukupne energije koju posjeduje tvar u nekom sistemu) nekom sistemu) unutrašnje energije unutrašnje energije UU (koja je vezana za stanje (koja je vezana za stanje tvari i čestica od kojih je građena tvar) tvari i čestica od kojih je građena tvar) vezane energije vezane energije TSTS (koja (koja se ne može iskoristiti za rad) te se ne može iskoristiti za rad) te Helmholtzove energije Helmholtzove energije AA i i Gibbsove energije Gibbsove energije GG (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti (kao energije koje se mogu korisno pretvoriti u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena u druge oblike energije i mehanički rad promjenom volumena (p(pΔΔV))V))

H

pΔV

pΔV

U

TΔS A

TΔS G

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena

Helmholtzova energijaHelmholtzova energija (slobodna energija)(slobodna energija) Veličina Veličina koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne koja opisuje stanje tvari u toku neke izohorne promjene (promjene (V = konstV = konst) i koja omogućuje da se odredi ) i koja omogućuje da se odredi dio energije koju možemo korisno upotrijebiti dio energije koju možemo korisno upotrijebiti pretvorbom u neku drugu energiju naziva se pretvorbom u neku drugu energiju naziva se slobodna energija A Ona je dana razlikom između slobodna energija A Ona je dana razlikom između unutrašnje energije U i energije koja se ne može unutrašnje energije U i energije koja se ne može iskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistemaiskoristiti (ldquovezane energijerdquo) TS nekog sistema

Gibbsova energijaGibbsova energija Zbivaju li se promjene volumena Zbivaju li se promjene volumena pri pri p Tp T == konstkonst energija koja se može pretvoriti u energija koja se može pretvoriti u druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) druge oblike energije zove se Gibbsova energija (G) G = H ndash TS ili G = A + pG = H ndash TS ili G = A + pΔΔVV

Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu Od Helmholtzove energije razlikuje se za veličinu obavljenog rada zbog promjene volumenaobavljenog rada zbog promjene volumena