Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 1 of 19 Az anyagok csoportosítása Anyag Tiszta anyagok Keverékek Fizikai módszerek Homogén keverékek (oldatok) Heterogén keverékek Elemek Vegyületek

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 2 of 19 Elválasztási technikák

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 3 of 19 Keverékek elválasztása mixture Kromatográfia

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 4 of 19 Mértékegységek S.I. Egységek Hosszúságméter, m Tömegkilogram, kg Időmásodperc, s HőmérsékletKelvin, K Anyagmennyiség Mol, 6.022×10 23 mol -1 Származtatott mennyiségek ErőNewton, kg m s -2 NyomásPascal, kg m -1 s -2 EnergiaJoule, kg m 2 s -2 Más elterjedt egységek HosszúságAngstrom, Å, cm TérfogatLiter, L, m 3 EnergiaKalória, cal, 4,184 J Nyomás 1 Atm = 1,064 x 10 2 kPa 1 Atm = 760 mm Hg

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 5 of 19

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 6 of 19 Hőmérséklet

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 7 of 19 Relative Temperatures

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 8 of 19 Sűrűség = m/V m=V V=m/ g/mL Mass and volume are extensive properties Density is an intensive property

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 9 of 19 A gázok tulajdonságai: nyomás Gáznyomás Folyadéknyomás P (Pa) = Felület (m 2 ) Erő (N) P = g ·h ·d

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 10 of 19 A barometrikus nyomás Standard Atmoszférikus Nyomás 1.00 atm 760 mm Hg, 760 torr kPa bar mbar

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 11 of 19 Manométerek

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 12 of 19 Egyszerű gáztörvények Boyle 1662 P 1 V PV = állandó

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 13 of 19 Charles Törvénye Charles 1787 Gay-Lussac 1802 V T V = b T

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 14 of 19 Avogadro Törvénye Gay-Lussac 1808 –A gázok reakcióiban a kiindulási anyagok és a végtermékek térfogatai úgy aránylanak egymáshoz mint kis egész számok. Avogadro 1811 –A gázok azonos térfogatai azonos mennyiségű molekulát tartalmaznak (p, T állandó) –A gázmolekulák reakció közben felhasadhatnak.

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 15 of 19 Vízképződés

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 16 of 19 Avogadro Törvénye V n vagy V = c n Standard hőmérsékleten és nyomáson: 1 mol gáz = 22.4 L Meghatározott hőmérsékleten és nyomáson:

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 17 of 19 Az Egyesített Gáztörvény Boyle törvényeV 1/P Charles törvényeV T Avogadro törvénye V n PV = nRT V nT P

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 18 of 19 A gázállandó R =R = PV nT = 0, L atm mol -1 K -1 = m 3 Pa mol -1 K -1 PV = nRT = 8,3145 J mol -1 K -1 = 8,3145 m 3 Pa mol -1 K -1

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 19 of 19 Az Általános Gáztörvény R =R = = P2V2P2V2 n2T2n2T2 P1V1P1V1 n1T1n1T1 = P2P2 T2T2 P1P1 T1T1 Ha a mennyiség és a térfogat állandó:

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 20 of 19 Molekulatömeg meghatározás PV = nRT és n = m M PV = m M RT M = m PV RT

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 21 of 19 A Gázok Sűrűsége PV = nRT és = m V PV =PV = m M RT MP RTV m =, n = m M

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 22 of 19 Gázkeverékek Parciális nyomás –Egy gázkeverék minden egyes komponense olyan nyomást fejt ki, mint amilyet akkor fejtene ki ha egyedül töltené ki a tartályt. A gáztörvények gázkeverékekre is érvényesek.

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 23 of 19 Dalton törvénye

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 24 of 19 A parciális nyomás P tot = P a + P b +… V a = n a RT/P tot és V tot = V a + V b +… VaVa V tot n a RT/P tot n tot RT/P tot = = nana n tot PaPa P tot n a RT/V tot n tot RT/V tot = = nana n tot nana = a

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 25 of 19 A kinetikus gázelmélet A részecskék pontszerű tömegek, mozgásuk egyenesvonalú és véletlenszerű. A részecskék közötti távolság nagy. Az ütközések gyorsak és rugalmasak. A részecskék között nincs kölcsönhatás. A teljes energia állandó.

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 26 of 19 A nyomás Kinetikus energia, Az ütközések frekvenciája, Lendület, A nyomás arányos a lendület és a frekvencia szorzatával

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 27 of 19 A nyomás és a molekulasebesség Háromdimenziós rendszerekre: u m a legvalószínűbb sebesség u av az átlagsebesség u rms

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 28 of 19 A Nyomás Egy molra: PV=RT így: N A m = M: Átrendezve:

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 29 of 19 A Molekula Sebességek eloszlása

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 30 of 19 A Molekula Sebességek Meghatározása

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 31 of 19 A Hőmérséklet Alakítsuk át: PV=RT így: e k -ra megoldva: Az átlagos kinetikus energia egyenesen arányos a hőmérséklettel!

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 32 of 19 A kinetikus elméletből következő tulajdonságok Diffúzió –Sebessége arányos a molekulasebességel. Effúzió –Hasonló jelenség.

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 33 of 19 Graham Törvénye Csak kis nyomású gázokra. Kis nyílás (nincsenek ütközések) Nem érvényes a diffúzióra. Az alkalmazott hányadosok lehetnek: –Effúziós sebességek –Molekula sebességek –Effúziós idők –Molekulák által megtett távolságok –Effundált gázmennyiségek.

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 34 of 19 Reális gázok Kompresszibilitás PV/nRT = 1 Eltérések a reális gázoknál. –PV/nRT > 1 – a molekulák saját térfogata jelentős. –PV/nRT < 1 – vonzó intermolekuláris erők.

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 35 of 19 Reális gázok

Prentice-Hall © 2002 General Chemistry: Chapter 1 Slide 36 of 19 A van der Waals Egyenlet P + n2an2a V2V2 V – nb = nRT