tailieunhanh - Bài giảng Hoá học trong kỹ thuật và khoa học môi trường: Chương 3 - TS. Võ Nguyễn Xuân Quế

Bài giảng Hoá học trong kỹ thuật và khoa học môi trường: Chương 3 Nhiệt động học và cân bằng hóa học, cung cấp cho người học những kiến thức như Ôn tập các khái niệm cơ bản, hàm trạng thái và các định luật nhiệt động lực học; Ứng dụng lý thuyết nhiệt động học để xác định điều kiện cân bằng cho các quá trình hóa học. | CHƯƠNG 3 NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ CÂN BẰNG HÓA HỌC TS. Võ Nguyễn Xuân Quế NỘI DUNG 1. Ôn tập các khái niệm cơ bản hàm trạng thái và các định luật nhiệt động lực học 2. Ứng dụng lý thuyết nhiệt động học để xác định điều kiện cân bằng cho các quá trình hóa học 3. Ví dụ minh họa KHÁI NIỆM Nhiệt động lực học giúp cung cấp các thông tin chính 1. Khả năng phản ứng tự xảy ra hay không phản ứng có thể tự xảy ra trong điều kiện cụ thể không cần năng lượng đầu vào 2. Thành phần của một hệ phản ứng ở trạng thái cân bằng Hệ - Pha 1. Hệ kín Hệ mở Hệ cô lập Hệ đoạn nhiệt 2. Hệ đồng thể Hệ dị thể Định luật nhiệt động giúp dự đoán được thành phần của các hệ kín hệ cô lập và hệ đoạn nhiệt. Riêng đối với hệ mở có trao đổi vật chất cần thêm thông tin về tốc độ dòng vật chất vào ra và tốc độ các phản ứng trong hệ. KHÁI NIỆM Một hệ mở được xem như hệ đóng nếu tốc độ trao đổi vật chất với môi trường chậm so với tốc độ phản ứng hóa học đang diễn ra hướng đến trạng thái cân bằng trong hệ . Hệ các phản ứng axit-bazơ vô cơ trong nước tự nhiên có thể được xem là một hệ kín với trạng thái cân bằng được dự đoán bằng các định luật nhiệt động học. Hệ phản ứng của các hợp chất hữu cơ phân hủy chậm PCBs trong nước tự nhiên không được xem là một hệ kín. Do đó các nguyên lý nhiệt động lực học không được áp dụng cho tổng thể các lưu vực tự nhiên nhưng chúng được áp dụng cho các thành phần hóa học riêng trogn nước đáp ứng giả thiết liên quan đến hệ kín theo nguyên lý nhiệt động học. Trạng thái ổn định theo thời gian của hệ Hệ kín trạng thái cân bằng equilibrium state định nghĩa nhiệt động học Hệ mở - trạng thái ổn định steady state định nghĩa động học KHÁI NIỆM Thông số nhiệt động và hàm trạng thái Các loại thông số để định nghĩa tính chất cân bằng của một hệ Thông số nhiệt động fundamental variables Hàm trạng thái thermodynamic functions of state Có 2 loại thông số nhiệt động Thông số phụ thuộc vào kích thước số lượng chất intensive properties thể tích V số mol n Thông số không phụ thuộc vào kích thước số