Atomok elsdleges klcsnhats kovalens vges szm atom molekulk

  • Slides: 27
Download presentation
Atomok elsődleges kölcsönhatás kovalens véges számú atom molekulák térhálós szerkezet „ 3 D” ionos

Atomok elsődleges kölcsönhatás kovalens véges számú atom molekulák térhálós szerkezet „ 3 D” ionos vegyületek atomrácsos vegyületek gázok, folyadékok, szilárd anyagok szilárd fémes fémek ötvözetek

Gázok Molekulák közti összetartó erők kicsik: Másodlagos kötőerők: apoláris molekulák indukált dipól – indukált

Gázok Molekulák közti összetartó erők kicsik: Másodlagos kötőerők: apoláris molekulák indukált dipól – indukált dipól kölcsönhatás diszperziós (London-féle) poláris molekulák dipól – dipól kölcsönhatás (+ diszperziós)

Gázok A teret kitöltik. →Homogének. Összenyomhatóak. Ideális gázok : a molekulák közti kölcs. elhanyagolható

Gázok A teret kitöltik. →Homogének. Összenyomhatóak. Ideális gázok : a molekulák közti kölcs. elhanyagolható Reális gázok

Gázok Bármely gáz fizikai állapota az alábbi négy adattal jellemezhető: 1. Nyomás 2. Hőmérséklet

Gázok Bármely gáz fizikai állapota az alábbi négy adattal jellemezhető: 1. Nyomás 2. Hőmérséklet 3. Térfogat 4. Mennyiség

Gáz nyomása Nyomás: Erő Felület A véletlenszerűen mozgó molekulák ütköznek az edény falával és

Gáz nyomása Nyomás: Erő Felület A véletlenszerűen mozgó molekulák ütköznek az edény falával és így nyomóerőt fejtenek ki.

Gázok Nyomás / atm Boyle-Mariotte törvény Robert Boyle (1627– 1691) Edme Mariotte (1620– 1684)

Gázok Nyomás / atm Boyle-Mariotte törvény Robert Boyle (1627– 1691) Edme Mariotte (1620– 1684) Adott mennyiségű ideális gázra, adott hőmérsékleten: p. V=állandó Két állapotra: Térfogat p 1 V 1=p 2 V 2

Gázok Gay-Lussac törvény Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850) A bór és a jód

Gázok Gay-Lussac törvény Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850) A bór és a jód felfedezője. Léggömbbel vizsgálta a levegő összetételének, valamint a Föld mágneses térerejének változását. A meteorológia tudomány egyik „alapítója”. nyomásmérő jeges víz forró víz Adott mennyiségű és térfogatú ideális gázra: p/T=állandó Két állapotra: p 1/T 1=p 2/T 2

Gázok Charles-Gay Lussac törvény Térfogat / ml Jacques Alexandre César Charles (1746 – 1823)

Gázok Charles-Gay Lussac törvény Térfogat / ml Jacques Alexandre César Charles (1746 – 1823) Adott mennyiségű és állandó nyomású ideális gázra: V/T=állandó Hőmérséklet / ºC Két állapotra: V 1/T 1=V 2/T 2

Egyesített gáztörvény Adott mennyiségű ideális gázra: p. V/T=állandó Két állapotra: p 1 V 1/T

Egyesített gáztörvény Adott mennyiségű ideális gázra: p. V/T=állandó Két állapotra: p 1 V 1/T 1=p 2 V 2/T 2

Számítási feladat: Van két csappal összekötött 1 -1 literes tartály. Az egyikben vákuum van,

Számítási feladat: Van két csappal összekötött 1 -1 literes tartály. Az egyikben vákuum van, a másikban nitrogén gáz, melynek nyomása 30 k. Pa. A hőmérséklet 25 ºC. Mennyi lesz a nyomás a tartályokban, ha a csapot kinyitjuk és a hőmérsékletet 50 º-ra emeljük ? Ha csak kinyitjuk: 15 k. Pa Kinyitjuk és a hőmérsékletet emeljük: 16, 26 k. Pa

Gázok Avogadro-törvény: Azonos nyomású, térfogatú és hőmérsékletű gázokban a részecskeszám is azonos. Másképp: V

Gázok Avogadro-törvény: Azonos nyomású, térfogatú és hőmérsékletű gázokban a részecskeszám is azonos. Másképp: V = n. Vm Vm: moláris térfogat, [m 3/mol] n: mólszám [mol] Ideális gázok moláris térfogata 101, 325 k. Pa nyomáson -----------------------------------0 °C 22, 41 dm 3 20 °C 24, 0 dm 3 25 °C 24, 5 dm 3

Gázok p, T, V – állapotjelzők Ideális gázok: a gázmolekulák között nincs kölcsönhatás Ideális

Gázok p, T, V – állapotjelzők Ideális gázok: a gázmolekulák között nincs kölcsönhatás Ideális gáztörvény: p. V = n. RT R = 8, 314 J K– 1 mol– 1 = 8, 314 m 3 Pa K– 1 mol– 1 (gázállandó) Feladat: egy 0, 5 dm 3 térfogatú edényben oxigéngáz van. A hőmérséklet 25 ºC. Az edényben a nyomás 90 k. Pa. Hány gramm oxigén van az edényben ? (0, 58 g)

Sztöchiometria A légzsákokban nátrium-azid (Na. N 3) bomlása termel N 2 gázt. Hány liter

Sztöchiometria A légzsákokban nátrium-azid (Na. N 3) bomlása termel N 2 gázt. Hány liter N 2 keletkezik 1, 15 atm nyomáson és 30, 0 °C hőmérsékleten 45, 0 g Na. N 3 -ból? 2 Na. N 3(s) 1 mol Na. N 3 23+3∙ 14= 65 g x 45 g ---------------------x= 0, 69 mol V = n∙R∙T/p = 22, 5 dm 3 2 Na(s) + 3 N 2(g) 2 mol Na. N 3 –ból 3 mol N 2 keletk. 0, 69 mol y -----------------------y= 1, 04 mol N 2

Gázok Dalton-törvény: egy gázkeverék össznyomása az összetevők parciális nyomásának összege. A, B és C

Gázok Dalton-törvény: egy gázkeverék össznyomása az összetevők parciális nyomásának összege. A, B és C összetevő parciális nyomása Dalton-törvény: p = (p. A+p. B+p. C), Moltört: p. V = (n. A+n. B+n. C)RT

Parciális nyomás P H 2 + PHe = Ptotal EOS

Parciális nyomás P H 2 + PHe = Ptotal EOS

A levegő összetétele légzés során Gáz Parciális nyomás (k. Pa) ------------------------belélegzett levegő kilélegzett levegő

A levegő összetétele légzés során Gáz Parciális nyomás (k. Pa) ------------------------belélegzett levegő kilélegzett levegő ~25 ºC ~36 ºC ---------------------------------Nitrogén 79, 287 75, 860 Oxigén 21, 332 15, 465 Széndioxid 0, 040 3, 733 Vízgőz (rel. hum. 20%) 0, 666 6, 267 ---------------------------------Összesen 101, 325

Számítási feladat: Van két csappal összekötött 1 -1 literes tartály. Az egyikben 20 k.

Számítási feladat: Van két csappal összekötött 1 -1 literes tartály. Az egyikben 20 k. Pa nyomású oxigén gáz van, a másikban 30 k. Pa nyomású nitrogén gáz. A hőmérséklet 25 ºC. Mennyi lesz az oxigén illetve a nitrogén parciális nyomása a tartályokban, ha a csapot kinyitjuk ? Mennyi lesz, ha a hőmérsékletet 50 º-ra emeljük ?

Kinetikus gázelmélet 1. posztulátum: gázokban a molekulák mérete elhanyagolható a köztük levő távolsághoz képest

Kinetikus gázelmélet 1. posztulátum: gázokban a molekulák mérete elhanyagolható a köztük levő távolsághoz képest összenyomható, a molekulák térfogatát nem kell figyelembe venni. 2. posztulátum: A gázmolekulák különböző irányokban és sebességgel egyenes vonalú (egyenletes) mozgást végeznek. (Brown mozgás) 3. posztulátum: A gázmolekulák között ható erők az ütközések kivételével elhanyagolhatóan kicsik (akár 0). egyenletes térfogat kitöltés, gázkeverékek „függetlensége”. 4. posztulátum: A gázmolekulák ütközése rugalmas, nem vész el a kinetikus energia (nem alakul át). nyomás tartás 5. posztulátum: A gázmolekulák átlagos mozgási energiája a hőmérséklettől függ A „Brown mozgás” gyorsul a hőmérséklettel

Kinetikus gázelmélet Brown mozgás

Kinetikus gázelmélet Brown mozgás

Gázok pl. H 2 → 20 C átlagsebesség Nyomás: falnak ütközés p ~ T

Gázok pl. H 2 → 20 C átlagsebesség Nyomás: falnak ütközés p ~ T (5. poszt. ); p ~ N; p ~ 1/V molekulák hányada (logikus ) molekula sebessége / m/s

molekulák hányada Gázok molekula sebessége / m/s

molekulák hányada Gázok molekula sebessége / m/s

Reális gázok p / atm (1 atm = 105 Pa) Reális gázok van der

Reális gázok p / atm (1 atm = 105 Pa) Reális gázok van der Waals-egyenlete

Reális gázok moltérfogata 0 °C, 101, 325 k. Pa

Reális gázok moltérfogata 0 °C, 101, 325 k. Pa

vonzás Kis nyomáson a gázmolekulák térfogata elhanyagolható az őssztérfogathoz képest. Nagy nyomáson a gázmolekulák

vonzás Kis nyomáson a gázmolekulák térfogata elhanyagolható az őssztérfogathoz képest. Nagy nyomáson a gázmolekulák térfogata jelentős az őssztérfogathoz képest. Ennek következménye, hogy nagy nyomáson a reális gáz térfogata kissé nagyobb, mint az ideális érték.

Reális gázok van der Waals-állandók

Reális gázok van der Waals-állandók

Ideális gázok törvényei Azt a hipotetikus gázt, ami pontosan az ideális gáztörvényeknek megfelelően viselkedik

Ideális gázok törvényei Azt a hipotetikus gázt, ami pontosan az ideális gáztörvényeknek megfelelően viselkedik tetszőleges nyomáson és hőmérsékleten ideális gáznak nevezzük. A „valódi” gázok nem ideálisak, de az ideális gázok törvényei jól használhatók: --- 1 atm környékén, vagy kisebb nyomásokon --- jó közelítés egyszerű számításoknál Számítási feladat: Mennyi 1 mol nitrogén nyomása 25 ºC-on, ha térfogata a. ) 50 dm 3, b. ) 1 dm 3 ?

Számítási feladat: Mennyi 1 mol nitrogén nyomása 25 ºC-on, ha térfogata a. ) 50

Számítási feladat: Mennyi 1 mol nitrogén nyomása 25 ºC-on, ha térfogata a. ) 50 dm 3, b. ) 1 dm 3 ? ideális gázt. p=n. RT/V reális gázok törv. p= [n. RT/(V–nb)]–[n 2 a/V 2] a = 140, 84 (dm 3)2 k. Pa/mol 2 b = 0, 0391 dm 3/mol 1 dm 3 2478, 8 k. Pa 2438, 8 k. Pa hiba 1, 6 % 50 dm 3 49, 58 k. Pa 49, 56 k. Pa hiba 0, 04 %