background image

 

 

ENTALPIA -  H

ENTALPIA -  H

[ J ] , [ J mol

[ J ] , [ J mol

-1

-1

]

]

TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU

TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU

dH = H

dH = H

2

2

 – H

 – H

1   ,   

1   ,   

H = H

H = H

2

2

 – H

 – H

1

1

H  =  U  +  p V

dH  =  dU  +  d(pV)  =  dU  +  p dV  +  V dp

J eżeli:

dU = Q – p dV

      to:             

dH  = Q – p dV  +  p dV  +  V dp

dH  = Q  +  V dp

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

Jednemu  zespołowi  parametrów  stanu  odpowiada  tylko  jedna 

wartość funkcji stanu.
Różniczka zupełna:

dp

p

U

  

  

dT

T

H

  

  

dH

T

p

H = f ( T, p )

H = f ( T, p )

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

POJ EMNOŚĆ  CIEPLNA

Pojemność cieplna układu w stałej objętości:

V

V

T

U

 

 

C

Pojemność cieplna układu pod stałym ciśnieniem:

p

p

T

H

 

 

C

Pojemność cieplna 1 mola substancji to ciepło molowe    C

V

, C

p

  [J  mol

-1

 K

-1

],

Pojemność cieplna 1 grama substancji  to ciepło właściwe  c

wł.(V)

 , c

wł.(p) 

 [J  g

-1

 K

-1

],

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

C

p   ( v )

  =   f   (   T   )    

n p .

  C

p

  =   a   +   b T   +   c T  

2

  +   d T  

- 2

  ;    

a , b , c , d   =   c o n s t .

R e a k c j a   c h e m i c z n a :

V   =   c o n s t .

.

substr

i

v

i

.

prod

i

v

i

v

i

i

n

   

n

  

C

 





p   =   c o n s t .

.

substr

i

p

i

.

prod

i

p

i

p

i

i

n

   

n

  

C





Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

CIEPŁO  PRZEMIANY  ( REAKCJI )

CIEPŁO  PRZEMIANY  ( REAKCJI )

jest  ilością  ciepła  wymienianą  pomiędzy 

jest  ilością  ciepła  wymienianą  pomiędzy 

układem a otoczeniem w czasie przebiegu 

układem a otoczeniem w czasie przebiegu 

procesu ( reakcji chemicznej ).

procesu ( reakcji chemicznej ).

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

PRZEMIANA IZOTERMICZNO-IZOCHORYCZNA:

(T = const., V = const)

dU = Q

el.

 + W

el.

= Q

el.

 + W

obj.

W

W

 = 0 ,

dU = Q

el.

 + W

obj

dU = Q

el.

 – p dV

                          J eżeli:

 

V = const.    

to

    dV = 0

dU = Q

el. (V)

U = Q

 (V)

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

dV

V

U

  

  

dT

T

U

  

  

dU

T

V

 

C

  

T

U

 

V

V

  ,    

d V   =   0

  

dT

C

  

dU

V

        

d U   =   Q

( V )

d U

r

  =   U

2

  –   U

1

  =   Q

( V )

Z m i a n a   e n e r g i i   w e w nę t r z n e j   u k ł a d u   w   p r o c e s i e
i z o c h o r y c z n y m  

j e s t  

r ó w n a  

c i e pł u  

p r z e m i a n y

z a c h o d zą c e j   w   s t a ł e j   o b j ę t o ś c i .

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

PRZEMIANA IZOTERMICZNO-IZOBARYCZNA:

(T = const., p = const)

dH  =  dU  +  d(pV)  =  dU  +  p dV  +  V dp

dU = Q – p dV

dH  = Q – p dV  +  p dV  +  V dp

dH  = Q  +  V dp

J eżeli:

 

p = const.   

to

  dp = 0

dH = Q

el. (p)

H = Q

 (p)

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

dp

p

U

  

  

dT

T

H

  

  

dH

T

p

 

C

  

T

H

 

p

p

  ,    

d p =   0

  

dT

C

  

dH

p

        

d H   =   Q

( p )

d H

r

  =   H

2

  –   H

1

  =   Q

( p )

Z m i a n a   e n t a l p i i   u kł a d u   w   p r o c e s i e   i z o b a r y c z n y m   j e s t
r ó w n a   c i e pł u   p r z e m i a n y   z a c h o d z ą c e j   p o d   s t a ł y m
c iś n i e n i e m .

H > 0   proces endotermiczny

H < 0   proces egzotermiczny

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

ZA  STAN  STANDARDOWY  SUBSTANCJI  PRZYJMUJE  SIĘ 
CZYSTĄ SUBSTANCJĘ POD CIŚNIENIEM  1 bar = 10

5

 Pa.

O

tw.

H

  

-

  s

t

a

n

d

a

r

d

o

w

a

 e

n

t

a

l

p

i

a

 t

w

o

r

z

e

n

i

a

 s

u

b

s

t

a

n

c

j

i

 j

e

s

t

 t

o

 z

m

i

a

n

a

s

t

a

n

d

a

r

d

o

w

e

j

 e

n

t

a

l

p

i

i

 t

o

w

a

r

z

y

s

c

a

 t

w

o

r

z

e

n

i

u

 1

 m

o

l

a

 s

u

b

s

t

a

n

c

j

i

 z

p

i

e

r

w

i

a

s

t

k

ó

w

 

w

 

i

c

h

 

s

t

a

n

a

c

h

 

p

o

d

s

t

a

w

o

w

y

c

h

.

O

r

H

 

-

 

 

s

t

a

n

d

a

r

d

o

w

a

 

e

n

t

a

l

p

i

a

 

r

e

a

k

c

j

i

 

 

j

e

s

t

 

r

ó

w

n

a

 

r

óż

n

i

c

y

 

s

t

a

n

d

a

r

d

o

w

y

c

h

m

o

l

o

w

y

c

h

 

e

n

t

a

l

p

i

i

 

t

w

o

r

z

e

n

i

a

 

p

r

o

d

u

k

t

ó

w

 

i

 

s

u

b

s

t

r

a

t

ó

w

 

p

o

m

n

o

n

y

c

h

p

r

z

e

z

 

w

a

r

t

c

i

 

b

e

z

w

z

g

l

ę

d

n

e

 

i

c

h

 

w

s

p

ó

ł

c

z

y

n

n

i

k

ó

w

 

s

t

e

c

h

i

o

m

e

t

r

y

c

z

n

y

c

h

.

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

ENTALPIA  PRZEMIANY  FAZOWEJ  -  jest    to  zmiana 

ENTALPIA  PRZEMIANY  FAZOWEJ  -  jest    to  zmiana 

entalpii, która towarzyszy zmianie stanu fizycznego - 

entalpii, która towarzyszy zmianie stanu fizycznego - 

STANDARDOWA ENTALPIA PRZEMIANY FAZOWEJ

STANDARDOWA ENTALPIA PRZEMIANY FAZOWEJ

 -

 -

 

 

ENTALPIA  REAKCJI  -  jest    to  zmiana  entalpii, 

ENTALPIA  REAKCJI  -  jest    to  zmiana  entalpii, 

towarzyszącej reakcji chemicznej - 

towarzyszącej reakcji chemicznej - 

STANDARDOWA ENTALPIA REAKCJI 

STANDARDOWA ENTALPIA REAKCJI 

 - 

 - 

 

H

.

f

.

p

.

f

.

p

 

ο

 

p.f.

H

  

H

 

H

r

r

 

ο

r

 

H

  

H

H

2

O (s)       H

2

(c)

  

kJ/mol)

 

(

 ,

mol

  

kJ

  

6.01

 

  

H

-1

ο

 

K

 

top.,273

 

H

2

O (c)       H

2

O (s)

  

kJ/mol)

 

(

 ,

mol

  

kJ

  

6.01

 

  

H

-1

ο

 

K

 

krz.,273

 

C

6

H

6

 (c)      C

6

H

6

 (g)

  

kJ/mol)

 

(

 ,

mol

  

kJ

  

30.8

 

  

H

-1

ο

 

K

 

par.,353,2

 

CH

4

 

(g)

 + 2 O

2 (g)

     CO

2

 

(g)

 + 2 H

2

(c)

 

kJ/mol)

 

(

 ,

mol

  

kJ

 

890

  

H

-1

ο

 

K

 

r,298

 

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

Zależność między U

r

 i H

r

 

dla reakcji w fazie gazowej

T, p = const.

H = U + p V

p V = n R T

    

p

T

 

n

 

 

 

p

T

 

n

 

p

 

 

U

 

  

p

T

 

n

 

p

 

 

U

 

 

p

 

 

U

 

 

H

 

H = U + n R 

T

.

substr

i

gaz.

 i

.

prod

i

gaz.

  

i

n

   

-

 

n

  

n

 





Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

PRAWO  HESSA

PRAWO  HESSA

Jeżeli  układ  ulegający  przemianie  może  wymieniać  z 
otoczeniem energię wyłącznie poprzez wymianę ciepła i 
ewentualnie  poprzez  wykonanie  pracy  objętościowej,  to 
ilość energii wymienionej przez  przekazywanie  ciepła  ( 
efekt  cieplny  przemiany  
U  lub  H  )  zależy  tylko  od 

stanu początkowego i końcowego układu, a nie zależy od 
drogi  przemiany  (  tzn.  liczby  i  rodzaju  etapów 
pośrednich na tej drodze ), pod warunkiem, że wszystkie 
etapy  zachodzą  pod  stałym  ciśnieniem  lub  w  stałej 
objętości.

p

 =

 co

n

st.

su

b

stra

ty

 

1

H

p

ro

d

u

k

ty

 p

ośre

d

n

ie

 

2

H

p

ro

d

u

k

ty

 k

co

w

e

3

H

H

3

  =

  H

1

  +

  H

2

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

Obliczanie ciepła reakcji

z zastosowaniem prawa Hessa

C IE PŁ O  T W O R Z E N IA

 je s t to  e fe k t c ie p ln y  to w a rz ys zą c y  re a k c ji p o w s taw a n ia  1 m o la

s u b s ta n c ji z  p ie rw ia s tk ó w  bę d ą c y c h  w  s ta n ie  w o ln y m .
C ie pło   tw o rz e n ia   p ie rw ia s tk ó w   w   s ta n ie   w o ln y m   u m o w n ie   p rz y jm u je   s ię   z a   ró w n e
z e ru .

C IE PŁ O   S P A L A N IA

  jes t  to   e fe k t  c ie p ln y   re a k c ji,  w   k tó re j  1  m o l  s u b s ta n c ji  u leg a

c ałk o w ite m u  s p a le n iu  w  tle n ie .

W a rtoś c i  lic z b o w e   e n ta lp ii  tw o rz e n ia   i  s p a la n ia ,  p o d aw a n e   w   ta b lic a c h
fi z y k o c h e m ic z n y c h , o d n o s z o n e  są  z a z w yc z a j d o  w a ru n k ó w  s ta n d a rd o w y c h :

T  = 298 [K ]    ,    p  = 1.013 10

5

 [P a ]

p  = c o n s t.  :          

O

[K]

 

298

 .

tw

H

     ,     

O

[K]

 

298

 .

sp

H

 znając ciepła ( entalpie ) tworzenia reagentów

 znając ciepła ( entalpie ) spalania reagentów

 znając ciepła ( entalpie ) tworzenia i spalania reagentów

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

D a n e  c ie p ła  tw o r z e n ia  r e a g e n tó w  

S U B S T R A T Y   

x

H

 P R O D U K T Y  

 

.

substr

i

tw.

i

.

prod

i

tw.

i

H

 

n

   

H

 

n

 

 

H

 

D ia g ra m  te rm ic z n y

 

s ta n  p o c z ą tk o w y  

p ie r w ia s tk i 

 

 

 

 

 

s ta n  p o ś r e d n i

 

 

 

 

 

S U B S T R A T Y  

 

 



i

tw.

i

H

 

n

  

 

s u b s tr . 

 

 

 

 

 

 

s ta n  k o ń c o w y

 

 

 

 

 

P R O D U K T Y  

 

 

 H

x  

 

 

 

 

 

 



i

tw.

i

H

 

n

  

 

p r o d . 

 

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

D a n e  c ie p ła  s p a la n ia  re a g e n tó w  

S U B S T R A T Y   

x

H

 P R O D U K T Y  

.

prod

i

spal.

i

substr

i

spal.

i

H

 

n

   

H

 

n

 

 

H

 

D ia g ra m  te rm ic z n y

 

s ta n  p o c z ą tk o w y  

S U B S T R A T Y  

+  O

 

 

 

 

 

s ta n  p o ś re d n i

 

 

 

 

 

P R O D U K T Y  

 

 

 H

x  

 

+  O

2

 

 

 

 

 

 

 

s ta n  k o ń c o w y

 

 

 

 

p ro d u k ty  

s p a la n ia  

 



i

sp.

i

H

 

n

 

p ro d . 

 

 

 

 

 

 

 



i

sp.

i

H

 

n

 

            s u b s tr. 

 

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

Dane ciepła tworzenia i spalania reagentów

( zamknięty cykl przemian )

H

x

      substraty                                                 produkty

    H

1

                                                                       H

4

       stan  (A)                                                  stan (C)

               H

2

                                                    H

3

stan (B)

H

x

  +  H

4

  =  H

1

  +  H

2

  +  H

3

H

x

 =  H

1

  +  H

2

  +  H

3

  -  H

4

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

PRAWO  KIRCHHOFFA

PRAWO  KIRCHHOFFA

określa zależność ciepła reakcji U

r

 lub H

r

  od 

temperatury.

p   =   c o n s t .

p

.

substr

i

p

i

.

prod

i

p

i

p

r

C

n

   

n

  

 

T

H

i

i

v   =   c o n s t .

v

.

substr

i

v

i

.

prod

i

v

i

v

r

C

n

   

n

  

 

T

U

i

i

Pochodna  zmian  entalpii  reakcji  (  lub  zmian  energii  wewnętrznej
reakcji ) względem temperatury jest równa różnicy ciepeł molowych
produktów  i  substratów  pod  stałym  ciśnieniem  (  lub  w  stałej
objętości ).

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

p   =   c o n s t .

p

.

substr

i

p

i

.

prod

i

p

i

p

r

C

n

   

n

  

 

T

H

i

i









C

p

  =  

 

T

H

p

C

p

  =       f   ( T )      

n p .

  C

p

  =   a   +   b T   +   c T

2

    d T

2

  ;        

a , b , c , d   =   c o n s t .

C

p

     c o n s t .

J eż e l i   w   r o z p a t r y w a n y m   p r z e d z i a l e   t e m p e r a t u r   T

1

  d o   T

2

  n i e

z a c h o d zą   p r z e m i a n y   f a z o w e   s u b s t r a t ó w   i   p r o d u k t ó w ,   t o :

dT

 

C

 

 

H

 

 

H

2

1

1

2

T

T

p

T

T

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ

background image

 

 

 

H

 

1

T

-  

c i e p ł o   r e a k c j i   w   t e m p e r a t u r z e   T

1

 

 

 

H

2

T

-  

c i e p ł o   r e a k c j i   w   t e m p e r a t u r z e   T

2

 

 

p

C

 

 

-  

r ó ż n i c a   c i e p e ł   m o l o w y c h   p r o d u k t ó w   i   s u b s t r a t ó w   r e a k c j i      

                            (   p o d   s t a ł y m   c i ś n i e n i e m   )  

 

J e ż e l i     C

p

  =   c o n s t .       (    C

p

  =   c o n s t .   ) ,   t o :  

 

 

 

C

  

 

H

  

 

H

1

2

p

T

T

1

2

 

 

Mgr Beata Mycek

 - Zakład Farmakokinetyki i Farmacji Fizycznej CM UJ


Document Outline