Samenvatting chemie evenwichten

Chemie evenwichten

1. Thermodynamica van chemische reacties
1.1 Thermodynamica:
Een thermodynamische toestand van een systeem wordt bepaald door:
- Chemische identiteit
- Fysisch voorkomen (agregatietoestand)
- Aantal mol van elke component
- Druk en temperatuur
Thermodynamica:
 Bestudeert de energetische aspecten van fysische en chemische
processen.
 Tijdens fysische en chemische veranderingen wordt er energie
uitgewisseld tussen het reagerende systeem en de omgeving.
 Thermodynamische parameters voorspellen de spontaniteit van een
proces


Open systeem: uitwisseling van energie en
materie -> bv. Pot met water op vuur.
Gesloten systeem: uitwisseling van
energie: geen uitwisseling van materie. ->
bv. Reactie in gesloten erlenmeyer.
Geïsoleerd systeem: geen uitwisseling
(noch van energie, noch van materie. ->
thermos


Chemische reactie= proces waarbij atomen herschikt worden ter
vorming van nieuwe moleculen, bij een chemische reactie is er altijd
uitwisseling van energie.
2 drijfveren van chemische reacties:
- Streven naar minimale energie
- Maximale wanorde
 Bepaalt de spontaniteit van het proces.


1.2 inwendige energie:

,De inwendige energie dit onder de vorm van massa, potentiële en
kinetische energie opgeslagen in de atomen en moleculen van het
systeem.




Wat bepaald de inwendige energie, som van:
- Potentiële energie
- Kinetische energie (bewegingsenergie)




De energie-inhoud is afhankelijk van:
- Aggregatietoestand
- Druk
- Temperatuur


1.3 De reactie energie DU
= het energie verschil tussen de inwendige energie van de reactieproducten en
de reagentia. Men onderscheid:
1. Exo-energetische processen:
Exo-energetische reacties zijn reacties waarbij energie wordt afgegeven.
De inwendige energie van de reactie-producten is kleiner dan de inwendig
energie van de reagentia. De verandering van de inwendige energie is
negatief.

2. Endo-energetische processen:
Endo-energetische reacties zijn reacties waarbij energie wordt opgenomen.
De inwendige energie van de reactie-producten is groter dan de inwendig
energie van de reagentia. De verandering van de inwendige energie is
positief.

,De reactie-energie wordt vaak omgezet in warmte. Men spreekt van reactie -
warmte deltaU = Q




1.4 Enthalpie (H) :
= de som van de inwendige energie en de volumetoestand van een systeem.
H= U+P*V -> bij volumeverandering
Reacties in gesloten systemen -> constante druk
De enthalpie is zo gedefinieerd dat enthalpie-verandering tussen 2 toestanden
gelijk is aan de reactie-warmte : H = Q.
De verandering in reactie-energie komt overheen met het verschil van de
verandering in enthalpie van het systeem en de uitgewisselde volumearbeid:
DU = DH – p. DV


Reacties zonder een verandering van het aantal gasmoleculen veroorzaken geen
volumeverandering DV=0. De verandering in reactie-energie komt overheen met
de vrijgezette reactiewarmte en dus met de enthalpieverandering van het
systeem.

DU = DH -> bij geen volumeverandering


∆H = Qp = ∆U + p ∆ V




Enthalpieverschil (∆H) tussen twee toestanden bij constante druk is gelijk aan
de totale opgenomen of afgestane hoeveelheid warmte .

, 1.5 Entropie (S):
Een stelsel streeft niet alleen naar een minimale energie-inhoud maar ook naar
een zo
groot mogelijke vorm van wanorde.
∆S > 0 Eenheid J/K


1.6 Gibbs vrije energie (G):
3 drijfveren bepalen de spontaniteit van een proces:




+ een temperatuurvoorwaarde
∆G = ∆H – T∆S