Termodynamika chemických procesů – otázka z biofyziky

 

   Otázka: Termodynamika chemických procesů

   Předmět: Biofyzika

   Přidal(a): BobanCreed

 

 

 

 

– termodynamické potenciály

– aditivní stavové veličiny

– entalpie H

– vyjadřuje tepelnou energii v jednotkovém množství látky, tzn. vnitřní energii, co není objemovou prací

– H=U+pV – !! objemová práce vykonaná systémem je konvenčně záporná !!

– izobarický děj, kde neprobíhá neobjemová práce:

– ΔH = ΔQ

– ΔH<0 => exotermní děj          x          ΔH>0 => endotermní děj

– rovnovážný stav izolovaného systému má minimální entalpii

 

– volná energie F

– F = U-TS        – TS>Q

– vyjadřuje část vnitřní energie přeměnitelnou k práci

– izotermicko-izochorický děj => není objemová práce

– ekvivalent neobjemové práce systému

– není neobjemová práce => ΔF< 0 => v rovnovážném stavu je minimální

 

– Gibbsova energie (volná entalpie)

– G= H-TS = U+pV-TS

– část entalpie, kterou je možno přeměnit v práci

– vratný izotermicko-izobarický děj (podobné organismu)

– ΔG=dW’   => změna volné entalpie je rovna veškeré neobjemové práci

– není neobjemová práce => ΔG< 0 => v rovnovážném stavu je minimální

 

– ve všech rovnovážných reakcích se hodnota volné entalpie snižuje => za konstantní teploty a tlaku udává G směr chemické reakce

ΔG<0 = exergonní

ΔG>0 = endergonní

 

– chemický potenciál μ

– vyjadřuje změny termodynamických potenciálů změnou složení soustavy

ΔU = Σμi Δni

Δni = malá změna látkového množství složky i

 

– změny probíhají výměnou s okolím i chemickými reakcemi => ΔU = (Σμi Δni)int + (Σμi Δni)ext

– z def. volné entalpie: G=U+pV-TS => ΔG = ΔpV-SΔT+ Σμi Δni

– izotermicko-izobarický vratný děj:

– ΔpV=0, SΔT=0    =>    ΔG = Σμi Δni

– chem.potenciál je změna volné entaplie, která by nastala přidáním 1 molu látky i do systému za konstantní teploty, tlaku a látkového množství ostatních složek

– ΔG = -W’ = Σμi Δni      = konání neobjemové – chemické – práce

 

– platí:  μi = μi° + RT ln(ai)

μi° = potenciál ve standardním stavu

ai = aktivita – určuje odchylku aktuáního potenciálu od standardního

– u zředěných roztoků nahraditelná koncentrací

 

– rovnovážný stav

bB+dD → eE + fF

– ΔG = Σμi Δni = 0  a  n můžeme nahradit stechiometrickým koef. => ΔG = μEe+μFf–μBb–μDd

μi = μi° + RT ln(ai) =>

ΔG = (μE°e + μF°f – μB°b – μD°d) + RT[e ln(aE)+f ln(aF)-b ln(aB)-d ln(aD)] = 0

ΔG° = (μE°e + μF°f – μB°b – μD°d)

ΔG° + RT[e ln(aE)+f ln(aF)-b ln(aB)-d ln(aD)] = 0

upravíme logaritmy

ΔG° + RT  ln (aE aF / aB aD)rovn. = 0

ΔG° = -RT  lnK                         K = rovnovážná konstanta

 

– chemická práce

– platí, že  ΔG° = – RT  ln(aE aF / aB aD)výchozí = energie uvolněná při chemické reakci

tzv. rovnice reakční izotermy

– spontánně reakce probíhá jen v nerovnovážném stavu směrem do něj

 






—————————————————————————

 Stáhnout práci v PDF  Upozornit na chybu

 Učebnice k maturitě  Maturitní kurzy

 Učebnice k VŠ přijímačkám  Kurzy na přijímačky

—————————————————————————

Další podobné materiály na webu: