Chemický děj

Chemický děj Chemický děj je proces, při kterém se výchozí chemické látky mění v jiné chemické látky (produkty). Při každé změně složení nebo struktury látek nastávají změny ve vazbách mezi stavebními částicemi látek. Každá změna ve vazebných poměrech je spojena se změnou energie systému (spotřebovávání resp. uvolňování energie v různých formách).

Tepelné změny při chemických reakcích Termochemie je vědní disciplína zabývající se studiem tepelných změn při chemických dějích. V termochemických reakcích se uvádí molární reakční teplo Qm – je to množství tepla, které se spotřebuje nebo uvolní při stechiometrickém průběhu chemické reakce.

Například: CaCO3 (s) + 2HCl (aq) => H2O (l) + CO2 (g) + CaCl2 (aq); Qm = -16 kJ/mol čteme: Reakcí 1 molu pevného uhličitanu vápenatého se 2 moly kyseliny chlorovodíkové ve vodném roztoku vzniká 1 mol kapalné vody, 1 mol plynného oxidu uhličitého, 1 mol chloridu vápenatého ve vodném roztoku a uvolňuje se teplo 16kJ. s… pevné skupenství (solid) g … plynné skupenství (gaseous) l … kapalné skupenství (liquid) aq … vodný roztok (aqueous)

Rozdělení CHR z hlediska termochemie: a) Exotermické reakce: Jsou CHR, při nichž se teplo uvolňuje. Energie výchozích látek je větší než energie produktů. Reakce probíhají samovolně. Uvolněné reakční teplo se označuje zápornou hodnotou Qm < 0. (příklady: reakce kyseliny s hydroxidem, oxidu kovu s vodou, hoření) Např.: C(s) + O2 (g)--- CO2(g) Qm = - 395 kJ.mol-1 https://www.youtube.com/watch?v=ovg7TXFVTUo&feature=player_detailpage

Hašení vápna

Rozdělení CHR z hlediska termochemie: b) Endotermické reakce: Jsou CHR, při nichž se teplo pohlcuje (spotřebovává). Energie produktů je větší než energie výchozích látek. Vzniklé produkty jsou látky reaktivní a mohou exotermickými reakcemi přejít zpět ne látky s nižší energií. Spotřebované reakční teplo se označuje kladnou hodnotou Qm > 0. Např.: CO2(g) + C(s) --- 2CO(g) Qm = + 110 kJ.mol-1

První termochemický zákon Laplaceův-Lavoisierův zákon Reakční teplo přímé a zpětné reakce je až na znaménko stejné 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g) Qm= - 457 kJ∙mol-1 2 H2O(g) → 2 H2(g) + O2(g) Qm= 457 kJ∙mol-1

Druhý termochemický zákon Hessův zákon Reakční teplo dané reakce je součtem reakčních tepel postupně prováděných reakcí, vycházejících ze stejných výchozích látek a končících stejnými produkty C(s) + O2(g) → CO2(g) Qm = - 395 kJ∙mol-1 C(s) + 1/2 O2(g) → CO(g) Qm = - 111 kJ∙mol-1 CO(g) + 1/2 O2(g) → CO2(g) Qm = - 284 kJ∙mol-1 => - 395 kJ∙mol-1

Rychlost chemických reakcí ‑ chemická kinetika K tomu, aby mohlo dojít k CHR, musí být splněny tyto základní podmínky: Mezi částicemi musí docházek ke vzájemným srážkám Srážky musejí být geometricky účinné (částice musejí být správně prostorově orientovány) Částice musejí mít dostatečnou energii, aby narušily původní vazby Minimální energie, kterou musí mít částice, aby srážka byla účinná, se nazývá aktivační energie. Její velikost je rovna součtu energií všech zanikajících vazeb

Aktivační energie

Faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí Zvýšením látkových koncentrací reaktantů se zvyšuje i rychlost chemické reakce Rychlost chemických reakcí se zvyšuje s rostoucí teplotou Zvýšením povrchu reaktantů vzrůstá rychlost CHR

Faktory ovlivňující rychlost chemických reakcí Katalyzátory jsou látky, které mění rychlost probíhající CHR a po jejím ukončení zůstávají nezměněny. A + B ---E--- AB A + K --E1-- AK (E1 < E) AK + B --E2--B + K (E2 < E) Pozitivní katalyzátory – urychlují CHR snižováním aktivační energie Negativní katalyzátory (inhibitory) – zpomalují CHR zvyšováním aktivační energie Biokatalyzátory – látky, které usměrňují reakce v živých organismech (enzymy, vitamíny, hormony)