Te čno stanje

  • View
    126

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Te čno stanje. Opšte osobine-poglavlje 3. u Knjizi Unutrašnji pritisak-3.1 Napon pare-3.2 - Latentna toplota isparavanja i ta čka ključanja-3.2.1 Površinski napon-3.3 Viskoznost-3.4. Tečno stanje. Značaj: Većina hemijskih reakcija se odigrava u tečnom stanju - PowerPoint PPT Presentation

Text of Te čno stanje

  • Teno stanjeOpte osobine-poglavlje 3. u Knjizi

    Unutranji pritisak-3.1

    Napon pare-3.2-Latentna toplota isparavanja i taka kljuanja-3.2.1

    Povrinski napon-3.3

    Viskoznost-3.4

  • Teno stanjeZnaaj:Veina hemijskih reakcija se odigrava u tenom stanjuTenosti su neophodne za odravanje ivotaVodeni rastvori su neophodni za odigravanje mnogih reakcija u biolokim sistemimaPripremanje hrane, ienje, hlaenje....

  • vrstoTenoJake vezeSlabe vezeNema vezaJonizacijaPo osobinamatenostiizmeu vrstogi gasovitog stanja

  • Teno stanjemale molarne zapremine

    velika gustina

    velika povrinska slobodna energija

    nema slobodne rotacije molekula

    velike specifine toplote

    temperatura utie na termodinamike osobine,a uticaj pritiska maliopte osobine-sline vrstom stanju

  • Teno stanjeopte osobine-sline vrstom stanju

    Nestiljivost

    vrsto

    teno

    gas

    koeficijent izot.

    kompresibilnosti,

    (bar-1)

    10-6-10-5

    10-4

    1-10-2

    kubni koeficijent

    irenja, (K-1)

    10-5-10-4

    10-3

    10-3-10-2

  • Gustina vode u tri stanjaH2O(g) d = 3.26 x 10-4g/cm3 (400oC)H2O(t) d = 0.9971 g/cm3 (25oC)H2O() d = 0.9168 g/cm3 (0oC)

    Slinost u gustinama tenog i vrstog stanja ukazuje na slinost u njihovoj strukturivelika gustina

  • velike specifine toploteAl() 24,35 J/molKAl(t) 24,21 J/molKAl(g) 21,38 J/molKRazlike u toplotama isparavanja

    H2O() --> H2O(t) DHo top= 6,o2 kJ/molH2O(t) --> H2O(g) DHo isp = 40.7 kJ/molvelika vrednost DHisp ukazuje na veu promenu u strukturi kada je promena od tenosti do gasa nego od vrstog do tenogukazuje takoe na privlane sile izmeu molekula u tenosti, mada ne tako jake kao u vrstom stanju

  • Teno stanjeopte osobine-sline gasovitom stanju

    Fluidnost-sposobnost teenja

    Zauzimaju oblik suda u kome se nalaze

    Kontinualnost u faznom dijagramu

  • Kontinualnost u faznom dijagramu

  • Teno stanjeRadijalna funkcija raspodeleopte osobine-sline vrstom stanju

  • Modeli tenostiMajerova teorija molekulskih oblaka-virijana jednaina

    Frenkelov model kvazi reetke ili vakancija

    Cibotatiki ili kristalitni

    Ajringova teorija znaajnih struktura

    EMBED CorelDraw.Graphic.8

    _1013601858.unknown

  • Teno stanjeJake kohezione sile

    Ureenost kratkog dometa

  • Meumolekulske (intermolekulske) sile su sile izmeu molekula.Intramolekulske sile su sile unutar molekule- sile veza,meuatomske veze.

    Meumolekulske sileMeumolekulske interakcijevan der Waalsove sileDisperzione ili LondonoveDipolindukovani dipol ili DebyeoveDipoldipol ili Keesomovevodonine vezeInterakcije iona i molekulaJondipolJon indukovani dipol Tip sile Energija(kJ/mol) Jonska veza 300-600 Kovalentna 200-400

    Vodonina veza 20-40 Jon-Dipol 10-20 Dipol-Dipol 1-5 Trenutni Dipol/Indukovani Dipol 0.05-2

  • Teno stanjeRadijalna funkcija raspodeleopte osobine-sline vrstom stanju

  • Dipol-Dipol interakcije Intermolekulske veze izmeu dipolaDipol-dipol interakcije su meumolekulske sile (elektrostatike prirode) izmeu polarnih molekula.Polarni molekuli imaju razdvojene centre pozitivnog i negativnog naelektrisanja, ponaaju se kao dipoli.Meumolekulske sile

  • Postoje mnoge dipol-dipol elektrostatike interakctije izmeu haotino rasporeenih ClF molekula. U svakoj interakciji je pozitivni kraj jednog molekula privuen negativnim krajem susednog ClF molekulaDipol-Dipol interakcije

  • Jon - Dipol InterakcijeKristalna struktura NaClVodeni rastvor NaClMeumolekulske sile

  • H-vezivanjeDeava se izmeu vodonika vezanog za jako elektronegativan atom.N-H N- O-H N- F-H N- N-H O- O-H O- F-H O- N-H F- O-H F- F-H F-d+ d- Zahteva slobodan (nedeljen) elektronski par jako elektronegativnog elementa

  • Vodonine vezeMeumolekulske sile

  • Vodonina je posebno jaka dipol-dipol interakcija izmeu vodonikovog atoma kovalentno vezanog za mali, veoma elektronegativni atom (F, O ili N) i slobodnog elektronskog para na drugom malom, veoma elektronegativnom atomu (F, O ili N)-istom ili razliitom.

    Vodonina veza u molekulima vode

  • Vodonina vezaPoseban sluaj dipol-dipol interakcija.Eksperiment: taka kljuanja jedinjenja sa H-F, H-O i H-N vezama su nenormalno visoke.Meumolekulske sile su izuzetno jake.H-veza zahteva H atom vezan za atom elektronegativnog elementa ( F, O i N).Elektroni u H-X (X = electronegativni element) lee mnogo blie X nego H.H ima samo jedan elektron, tako da u H-X vezi, + H predstavlja skoro sam proton vezan sa - X.Zato su H-veze jake.Meumolekulske sile

  • Structure of IcePosmatrajte orijentaciju vodoninih vezaH-veza-led

  • Zato led pliva?D2O()H2O()

  • Vodonina vezaVodonine veze su odgovorne za:Plivanje ledaU vrstom je gue pakovanje strukturnih elemenata nego u tenosti;Stoga je vrsto gue od tenog stanja.Led ima ureenu, otvorenu strujkturu zbog H-veza.Stoga je led manje gustine od vode.U vodi je duina H-O veza 1.0 (0,1 nm).OH vodonina veza ima duinu 1.8 (0,18 nm).U ledu su molekuli vode ureeni u otvorenoj, pravilnoj heksagonalnoj strukturi.Svaki + H kraj je orijentisan prema slobodnom elektronskom paru na O.Led pliva, stoga stvara izolatorski sloj na povrini jezera, reka i na taj nain je mogu podvodni ivot zimi.Meumolekulske sile

  • Take kljuanja kovalentnih hidrida elemenata grupa 4A, 5A, 6A, and 7A

  • Da nema vodoninih veza izmeu molekula vode, taka kljuanja vode bi bila priblino 800C.

  • Meumolekulske sileVodonina vezaVodonine veze su odgovorne za:Strukturu proteinaPovezivanje proteina preko H-vezaDNA transport i genetske Informacije

  • Sekundarna struktura proteinskih spirala-vertikalno povezivanjeIntramolekulskevodonine veze

  • Sekundarna struktura slojeva-horizontalno povezivanjeIntermolekulskevodonine vezeIntermolekulskevodonine veze

  • Londonove disperzione sileNajslabije od svih meumolekulskih sila i postoje kod svih molekula.Mogue je da dva susedna neutralna molekula utiu jedan na drugoga.Jezgra jednog molekula (ili atoma) privlae elektrone susednog molekula (ili atoma).Za trenutak, oblak elektrona postaje deformisan-neureen.U tom trenutku je nastao dipol (nazvan trenutni dipol).to je molekul vei (vei broj elektrona) to je polarizabilniji.Londonove disperzione sile zavise od oblika molekula.to je vea raspoloiva povrina za kontakt, to su ove sile vee.Londonove disperzione sile izmeu sfernih molekula su manje od onih izmeu izduenih molekula.

    Meumolekulske sile

  • Londonove disperzione sile

  • Sumiranje intermolekulskih veza proteinaVodoninevezeJonskeveze(mostovisoli)Disulfidnopovezivanje(kovalentno)Disperzionesile

  • Lennard-Jones-ov potencijal

  • Molekulske interakcije 0r = reRavnotezno rastojanjer U+ odbijanje-privlaenje

  • Molekulske interakcijeOdbojne sile pomau irenje-ekspanziju-znatne kada su molekuli blizu -izraene na visokim pritiscima, kada je rastojanje izmeu molekulablisko njihovom dijametru-kratkog dometaPrivlane silepomau sabijanje-kompresiju-znatne pri veim rastojanjima izmeu molekula-dugog dometa-izraene na srednjim i niim pritisciman=7, m=13n=6, m=12reed

  • UNUTRANJI PRITISAKGustina kohezione energije:Kako je:to je:termiki ili kinetiki pritisakmoe se zanemaritipri srednjim pritiscima

    Zavisnost unutranjeg pritiska dietil-etra od spoljanjeg pritiska

    P/(bar)

    200

    810

    2030

    5370

    7360

    9320

    11250

    Pu/(bar)

    2830

    2880

    2560

    2050

    40

    -1610

    -4440

  • Iz Van der Valsove jednaine je:pa je untranji pritisak i:Kako je kubni koeficijent irenja: a

    koeficijent izotermske kompresibilnosti:

    to je unutranji pritisak:

  • Merilo rada nasuprot unutranjeg pritiska pri isparavanju

    jednog mola tenosti je priblino molarna latentna toplota isparavanja Lm,i :odakle je:pa se Pu moe odrediti iz normalne take kljuanja:

  • Unutranji pritisci razliitih tenih supstancija

    Jedinjenje

    Unutranji pritisak /(bar)

    Dietil-etar

    2400

    n-heptan

    2540

    n-oktan

    3010

    Ugljentetrahlorid

    3350

    Benzen

    3690

    Ugljendisulfid

    3720

    iva

    13200

    Voda

    20000

  • Napon pareNapon pare ili pritisak zasienepare je pritisak pri kome su parai tenost u ravnotei.

    EMBED CorelDraw.Graphic.8

    _1017495231.unknown

    _1170417941.unknown

  • 331UTCSipaemo tenost u sudTenostAko je sud otvoren tenoste isparavati sve dok nenestane tenosti.Ako zatvorimo sud tenosti e da isparava dok para ne ispuni sudPara

  • 331UTCTenostLet's close the top of the tank, and allow the liquid to evaporate until the tank is filled with the vaporParaMolekuli tenosti i paree dostii stanje dinamike ravnotee Sipaemo tenost u sud

  • Brzine isparavanja i kondenzacuije tenosti u funkciji vremena VremeBrzinakondenzacijeBrzinaisparavanjaPostignutaravnoteaBrzine postajujednakeBrzina

  • GAS-TENOST RAVNOTEAisparavanjetenostWgas kondenzacija U ravnotei Brzina isparavanja = brzini kondenzacije Dinamika ravnotea ako je sud zatvoren

  • 331UTCTenostLet's close the top of the tank, and allow the liquid to evaporate until the tank is filled with the vaporParaThe molecules in the liquid and vapor will reach a dynamic equilibriumPara e pokazivatipritisak na zidove suda ipovrinu tenostiTaj pritisak je naponpare tenosti, PSipaemo tenost u sud