Inleiding analytische chemie
Thermochemie
= studie van energue-uitwisselingen bij chemische reacties
Energie is essentieel voor het bestaan van levende organismen
De energie van het universum is constant. Energie kan niet gecreëerd noch vernietigd worden
energie kan van de ene in een andere vorm omgezet worden
Arbeid door gasexpansie
Reactie met gasvorming en p = cte
V stijgt: E deels omgezet in arbeid
Energie-eenheden
o 1 J = 1 kg.m2/s2
o 1 cal = 4,18 J
Één calorie: energie nodig om één gram water van 14,5°C tot 15,5°C te brengen
Endotherme en exotherme reacties
Exotherme reacties: reacties waarbij warmte wordt afgegeven aan de omgeving
Endotherme reacties: reacties waarbij warmte opgenomen wordt uit de omgeving
Warmte-uitwisseling bij reacties
2H2 + 02 2H20 + 571,6 kJ
De vorming van water uit waterstof en zuurstof is een exotherme reactie: er wordt energie
vrijgesteld
N2 + 02 + 180,4 kJ 2NO
De vorming van stikstofmonoxide uit stikstof en zuurstof is een endotherme reactie
Enthalpie
De verandering in de enthalpie is gelijk aan de hoeveelheid warmte-uitgewisseld bij constante
druk
o △H = Qp
De reactie-enthalpie is de enthalpieverandering ten gevolge van een reactie:
o △H = H na reactie – H voor reactie
Exotherme reacties
o H na reactie < H voor reactie
o △H reactie < 0
Endotherme reacties
o H na reactie > H voor reactie
o △H reactie > 0
Vormingsenthalpie: de enthalpieverandering bij de vorming van één mol van de stof uit
zijn elementen of elementaire verbindingen (BOD tabel 5.3 en 5.5)
Verbrandingsenthalpie: de enthalpieverandering bij de verbranding van één mol van de
stof
1
, Inleiding analytische chemie
Spontane processen
Een bal rolt naar beneden
Ijzer roest bij blootstelling aan lucht en vocht
Suiker lost op in water,…
Wat is de drijfkracht voor een spontane reactie?
o Niet de vrijgestelde warmte
o De drijfkracht v/e spontane reactie is de toename in entropie (S) van het universum
Wat is entropie?
o Een maat voor wanorde
o Entropie neemt toe
- Bij temperatuurstoename
- Bij smelten, bij verdampen
- Bij toename v/h aantal gasdeeltjes door reactie
- Bij expansie va gassen
- Bij mengen,…
△Somgeving = -△H/T
△Stotaal = △S + △Somgeving
Spontane processen
△S-△H/T > 0
△H-T.△S < 0
Vrije energie (G)
△G = △H-T.△S < 0
△H < 0 △H > 0
△S > 0 Spontaan bij alle T Spontaan bij hoge T
△S < 0 Spontaan bij lage T Niet spontaan bij alle T
Kinetiek
Chemische kinetica: studie van de reactiesnelheid
Reactiesnelheid S
concentratieverandering
S=
tijdsverandering
Reactie: RP
dnr + dnp
S= - =
dt dt
−dcr + dcp
S= = voor oplossingen of reacties in gasfase`
dt dt
2
Thermochemie
= studie van energue-uitwisselingen bij chemische reacties
Energie is essentieel voor het bestaan van levende organismen
De energie van het universum is constant. Energie kan niet gecreëerd noch vernietigd worden
energie kan van de ene in een andere vorm omgezet worden
Arbeid door gasexpansie
Reactie met gasvorming en p = cte
V stijgt: E deels omgezet in arbeid
Energie-eenheden
o 1 J = 1 kg.m2/s2
o 1 cal = 4,18 J
Één calorie: energie nodig om één gram water van 14,5°C tot 15,5°C te brengen
Endotherme en exotherme reacties
Exotherme reacties: reacties waarbij warmte wordt afgegeven aan de omgeving
Endotherme reacties: reacties waarbij warmte opgenomen wordt uit de omgeving
Warmte-uitwisseling bij reacties
2H2 + 02 2H20 + 571,6 kJ
De vorming van water uit waterstof en zuurstof is een exotherme reactie: er wordt energie
vrijgesteld
N2 + 02 + 180,4 kJ 2NO
De vorming van stikstofmonoxide uit stikstof en zuurstof is een endotherme reactie
Enthalpie
De verandering in de enthalpie is gelijk aan de hoeveelheid warmte-uitgewisseld bij constante
druk
o △H = Qp
De reactie-enthalpie is de enthalpieverandering ten gevolge van een reactie:
o △H = H na reactie – H voor reactie
Exotherme reacties
o H na reactie < H voor reactie
o △H reactie < 0
Endotherme reacties
o H na reactie > H voor reactie
o △H reactie > 0
Vormingsenthalpie: de enthalpieverandering bij de vorming van één mol van de stof uit
zijn elementen of elementaire verbindingen (BOD tabel 5.3 en 5.5)
Verbrandingsenthalpie: de enthalpieverandering bij de verbranding van één mol van de
stof
1
, Inleiding analytische chemie
Spontane processen
Een bal rolt naar beneden
Ijzer roest bij blootstelling aan lucht en vocht
Suiker lost op in water,…
Wat is de drijfkracht voor een spontane reactie?
o Niet de vrijgestelde warmte
o De drijfkracht v/e spontane reactie is de toename in entropie (S) van het universum
Wat is entropie?
o Een maat voor wanorde
o Entropie neemt toe
- Bij temperatuurstoename
- Bij smelten, bij verdampen
- Bij toename v/h aantal gasdeeltjes door reactie
- Bij expansie va gassen
- Bij mengen,…
△Somgeving = -△H/T
△Stotaal = △S + △Somgeving
Spontane processen
△S-△H/T > 0
△H-T.△S < 0
Vrije energie (G)
△G = △H-T.△S < 0
△H < 0 △H > 0
△S > 0 Spontaan bij alle T Spontaan bij hoge T
△S < 0 Spontaan bij lage T Niet spontaan bij alle T
Kinetiek
Chemische kinetica: studie van de reactiesnelheid
Reactiesnelheid S
concentratieverandering
S=
tijdsverandering
Reactie: RP
dnr + dnp
S= - =
dt dt
−dcr + dcp
S= = voor oplossingen of reacties in gasfase`
dt dt
2
