Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK D ISPERZNÍ SOUSTAVY. S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK : Existují čtyři známá skupenství látek – tuhé, kapalné, plynné a plazma. Skupenské.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK D ISPERZNÍ SOUSTAVY. S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK : Existují čtyři známá skupenství látek – tuhé, kapalné, plynné a plazma. Skupenské."— Transkript prezentace:

1 S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK D ISPERZNÍ SOUSTAVY

2 S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK : Existují čtyři známá skupenství látek – tuhé, kapalné, plynné a plazma. Skupenské stavy se od sebe liší stupněm uspořádanosti základních částic a velikostí soudržných sil mezi nimi. Všechny látky jsou tvořeny atomy, molekulami, nebo ionty, které jsou v neustálém pohybu a které na sebe působí soudržnými silami, závislými na vnějších podmínkách. Velikost soudržných sil Stupeň uspořádanosti neuspořádaný stav uspořádaný stav nízkáplyny středníkapaliny tekuté krystaly vysokáskla, amorfní látky krystalické látky

3 CHARAKTERISTIKA SKUPENSKÝCH STAVŮ  velké vzdálenosti mezi částicemi,  prakticky se neuplatňuje silové působení.  částice se pohybují rychle a chaoticky.  snadná stlačitelnost plynů Plynné skupenství Důsledek  směs plynů, které spolu nereagují, je vždy homogenní (ideální roztok),  plyn vyplňuje celý prostor, který má k dispozici,

4 Kapalné skupenství  tvoří přechod mezi tuhým a plynným skupenstvím,  částice jsou poměrně blízko u sebe,  jsou k sobě vázány přitažlivými silami značné velikosti,  tyto síly však nebrání postupnému pohybu. Důsledek  povrchové napětí a viskozita,  malá stlačitelnost kapalin,  malá tepelná roztažnost kapalin,  kapalina zachovává svůj objem, ale nedrží tvar.

5 Pevné skupenství  částice jsou blízko u sebe,  jsou k sobě vázány velkými přitažlivými silami,  tyto síly umožňují jen vibrační pohyb částic Důsledek Tuhé látky jen obtížně mění objem a tvar, nejsou stlačitelné, mají krystalickou nebo amorfní strukturu

6 S KUPENSKÉ PŘEMĚNY plyn kapalina tuhá látka sublimace kondenzace tání tuhnutí vypařování kondenzace ±HV±HV ±HT±HT ±HS±HS  H [kJ.mol -1 ] - teplo potřebné k přeměně skupenství - skupenské teplo (tání, vypařování, sublimace). Je vždy shodné s teplem, které se uvolní při opačné skupenské přeměně – liší se pouze znaménkem.

7 F ÁZOVÉ DIAGRAMY Znázornění rovnovážných stavů mezi jednotlivými skupenskými stavy dané látky. p (Pa) t (°C) (s) (l) (g) (f) T K Fázový diagram jednosložkové soustavy (voda). tsts p1p1 t p2p2 tvtv T – trojný bod : 0°C; 610 Pa K – kritický bod: 374°C; 22,13 MPa

8 P LYNNÉ SKUPENSTVÍ Jednoduché vztahy mezi stavovými veličinami bylo možno odvodit jen pro zjednodušený model - ideální plyn. Ideální plyn Reálné plyny – ideálnímu modelu se blíží tím více, čím jsou zředěnější, čím je jejich teplota vyšší, a čím méně objemnými molekulami jsou tvořeny. Fyzikální popis stavu plynu – tzv. stavové veličiny – tlak, objem, teplota. molekuly mají zanedbatelný objem, mezi molekulami nepůsobí žádné přitažlivé síly, při srážkách se molekuly chovají jako dokonale pružné koule

9 Z ÁKONY IDEÁLNÍHO PLYNU Boyle-Mariottův zákon – vztah mezi objemem a tlakem plynu při konstantní teplotě (izotermický děj). p.V = konst. Gay-Lussacův zákon – vztah mezi teplotou a objemem plynu při stálém tlaku (izobarický děj). p 1.V 1 = p 2.V 2 p V T1T1 T2T2 T3T3 T 1 > T 2 > T 3 izotermy V T p1p1 p2p2 izobary p 1 < p 2

10 Charlesův zákon – izochorický děj – tlak plynu je přímo úměrný jeho termodynamické teplotě. Tři uvedené zákony lze spojit v jeden, který pak vyjadřuje vztah mezi třemi stavovými veličinami: resp.: p T V1V1 V2V2 V 1 < V 2 izochory

11 Vztažením uvedené rovnice na 1mol (objem V m ) dostaneme stavovou rovnici ideálního plynu ve tvaru: Pro jiné látkové množství, než 1 mol nabývá stavová rovnice tvar: pV = nRT nebo Dosazením standardních hodnot tlaku a teploty (p 0,T 0 ), se získá hodnota konstanty R : pV m = RT R – molární plynová konstanta popř.

12 P LYNNÉ SMĚSI Stavová rovnice platí i pro směsi vzájemně nereagujících plynů (plyny A,B,C,…atd.) P.V S = (n A + n B + n C + …)R.T V s … objem plynné směsi; P…celkový tlak soustavy Podělením rovnice V s dostaneme: pApA pBpB pCpC Z rovnice plyne Daltonův zákon – celkový tlak plynné směsi je dán součtem parciálních tlaků všech jejich složek. P = p A + p B p n =  p x

13 Parciální tlak složky plynné směsi je tlak, který by tato složka měla, kdyby sama vyplňovala celý objem směsi. Zjistíme, že je přímo úměrný molárnímu (objemovému) zlomku plynné složky ve směsi p B = x B. P p B =  B. P Porovnáme-li parciální tlak některé ze složek s tlakem celkovým:

14 R EÁLNÉ PLYNY Skutečné plyny se zákony ideálního modelu řídí jen přibližně. Nelze zanedbat rozměry molekul, ani silové působení mezi nimi. Odchylky od ideálního chování vystihuje van der Waalsova stavová rovnice: - korekce na mezimolekulární síly (tzv. kohezní tlak) (nb) - korekce na vlastní objem molekul a, b korekční veličiny – pro daný plyn konstantní – pro různé plyny různé

15 K APALNÉ SKUPENSTVÍ Velká soudržnost molekul nezabraňuje částicím o vyšší energii opustit kapalinu – pára. Nasycená pára – pára, která je v rovnováze s kapalinou. Její tlak se nazývá tenze nasycené páry. Teplotu, při které tenze nasycených par dosáhne tlaku okolního prostředí (p ok ) nazýváme teplotou varu. tlak teplota p ok 1 2 T V1 T V2 3 T V3

16 T UHÉ SKUPENSTVÍ  Amorfní látky – mají stálé, ale nepravidelné uspořádání základních částic. Struktura je podobná strukturám podchlazených kapalin, jejichž molekuly ztratily pohyblivost. Příklad: skla, strusky. Ani v čistém stavu nemají přesně definovaný bod tání, jen interval teplot. teplota čas a b Křivky tuhnutí: a) skla b) krystalické látky

17  Krystalické látky Podle symetrie osních křížů se krystaly rozdělují do sedmi krystalografických soustav.  Pravidelná struktura uvnitř krystalu se projevuje jeho tvarem.  Krystal má určitou symetrii, vnější plochy odrážejí vnitřní uspořádání.  Vyznačují se anizotropií, tj. rozdílnými fyzikálními vlastnostmi v závislosti na směru (index lomu, tepelná a elektrická vodivost).  Při přijetí energie se částice rozkmitají, uvolní se z krystalické mřížky a látka taje.  Teplota tání je pro čisté látky důležitou fyzikální konstantou

18 K RYSTALOGRAFICKÉ SOUSTAVY kubická tetragonální hexagonální trigonální monoklinická triklinická rhombická diamant, měď grafit TiO 2 - rutil křemen, korund sádrovec síra kaolinit

19  Alotropie (u prvků) – schopnost látek krystalovat, dle podmínek, v různých krystalografických soustavách.  Polymorfie – týž jev u sloučenin. Příklad: uhlík - grafit (hexagonální) - diamant (kubická) Příklad: CaCO 3 - aragonit (rhombická) - kalcit (trigonální)  Izomorfie – vzájemné zastupování atomů, iontů a jejich skupin v krystalových mřížkách minerálů. Příklad: MgSO 4.7H 2 O, ZnSO 4.7H 2 O, NiSO 4.7H 2 O

20 D ISPERZNÍ SOUSTAVY Soustavy, jejichž složky jsou velmi jemně rozptýleny (dispergovány) a vzájemně mezi sebou dobře promíseny. Základní stavba disperzních soustav:  Disperzní prostředí – tvoří ho jedna ze složek, která je v nadbytku.  Disperzní podíl - látka rozptýlena (dispergovaná) v disperzním prostředí

21 K LASIFIKACE DISPERZNÍCH SOUSTAV PODLE VELIKOSTÍ ČÁSTIC NázevVelikost částicCharakter částic pravé roztoky m (0,1-1 nm) malé molekuly, atomy, ionty koloidní roztoky m (1-100 nm) obří molekuly, shluky atomů mikrodisperze m (0,1-100  m) zrnka samostatné fáze makrodisperze> m (> 0,1mm) zrnka samostatné fáze

22 R OZTOKY Homogenní disperzní soustavy o dvou, nebo více složkách.  Disperzní prostředí - rozpouštědlo  Disperzní podíl – rozpuštěná látka Látky - neomezeně mísitelné: vytvářejí spolu roztok v jakémkoli poměru (látky chemicky příbuzné). - omezeně mísitelné: rozpouštějí se pouze v určitých poměrech do vzniku nasyceného roztoku. Dělení roztoků:  plynné (vzduch),  kapalné (sůl ve vodě),  pevné (slitiny kovů).

23 Vzájemná rozpustnost látek  Závisí především na typu látky.  Čím jsou látky příbuznější, tím je rozpustnost lepší.

24

25 Diagram rozpustnosti přesycený roztok nenasycený roztok nasycený roztok teplota koncentrace rozpuštěné látky

26 Nasycený roztok – roztok, ve kterém se již za dané teploty nerozpustí více látky. Rozpustnost – maximální množství látky, které se rozpustí v určitém množství rozpouštědla (nejčastěji 100g) za daných podmínek (teplota,tlak). Nenasycený roztok – obsahuje méně látky, než odpovídá její rozpustnosti. Rozpuštěnou látku lze dále přidávat do roztoku. Přesycený roztok – obsahuje více látky, než odpovídá její rozpustnosti. Lze jej připravit pomalým ochlazováním nasyceného roztoku. Složení takového roztoku udává rozpustnost látky za dané teploty. Jedná se o nestabilní stav – rozpuštěná látka v přebytku má tendenci vykrystalizovat a oddělit se od roztoku.

27 Vyjadřování složení roztoků  Hmotnostní zlomek – poměr hmotnosti rozpuštěné látky k hmotnosti celého roztoku m A – hmotnost rozpuštěné látky m S – hmotnost roztoku (soustavy)  Molární zlomek – podíl látkového množství složky n A a součtu látkových množství všech složek směsi  n w = (x100) = 0-100% hm. X = (x100) = 0-100% mol. Sledujeme zastoupení složek (A,B,C,….N) v soustavě S. Např. pro složku A, lze její zastoupení v S vyjádřit jako:

28  Objemový zlomek – podíl objemu rozpuštěné látky V A a celkového objemu roztoku (soustavy) V S.  Molární koncentrace – vyjadřuje látkové množství složky n A rozpuštěné v 1dm 3 roztoku. (mol.dm -3 ) φ = (x100) = 0-100% obj. Pozor – pro jednu a tutéž složku, se mohou její zastoupení v dané soustavě, vyjádřená hmotnostními, objemovými a molárními procenty, vzájemně číselně zcela lišit !!!


Stáhnout ppt "S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK D ISPERZNÍ SOUSTAVY. S KUPENSKÉ STAVY LÁTEK : Existují čtyři známá skupenství látek – tuhé, kapalné, plynné a plazma. Skupenské."

Podobné prezentace


Reklamy Google