Kémia Kutasi, Istvánné dr. Kémia
Yüklə 1,02 Mb.
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- A táblázatok listája
- I. rész - Általános kémia Tartalom
- 1. fejezet - Az anyagmegmaradás törvényei
- 2. 1.2 A tömegmegmaradás törvénye
- 3. 1.3 Az energia megmaradásának törvénye
- 4. 1.4 A tömeg és energia egyenértékűsége, Einstein ekvivalencia elve
- 5. 1.5 Az anyagmegmaradás törvénye
- 6. 1.6 Feladatok
|
Kémia Kutasi, Istvánné dr. Kémia Kutasi, Istvánné dr. Publication date 2014 Szerzői jog © 2014 Kutasi Istvánné dr. Tartalom Bevezetés Error: Reference source not found I. Általános kémia Error: Reference source not found 1. Az anyagmegmaradás törvényei Error: Reference source not found 1. 1.1 Az anyag fogalma Error: Reference source not found 2. 1.2 A tömegmegmaradás törvénye Error: Reference source not found 3. 1.3 Az energia megmaradásának törvénye Error: Reference source not found 4. 1.4 A tömeg és energia egyenértékűsége, Einstein ekvivalencia elve Error: Reference source not found 5. 1.5 Az anyagmegmaradás törvénye Error: Reference source not found 6. 1.6 Feladatok Error: Reference source not found 2. Halmazállapotok Error: Reference source not found 1. 2.1 Anyagi halmazok és sajátosságaik Error: Reference source not found 2. 2.2 Gázok Error: Reference source not found 2.1. 2.2.1 Boyle – Mariotte törvény Error: Reference source not found 2.2. 2.2.2 Gay – Lussac törvényei Error: Reference source not found 2.3. 2.2.3 Avogadró törvénye Error: Reference source not found 2.4. 2.2.4 Általános gáztörvény Error: Reference source not found 2.5. 2.2.5 A parciális nyomások törvénye Error: Reference source not found 2.6. 2.2.6 Reális gázok Error: Reference source not found 3. 2.3 Folyadékok és oldatok Error: Reference source not found 3.1. 2.3.1 Viszkozitás, felületi feszültség Error: Reference source not found 3.2. 2.3.2 Oldatok Error: Reference source not found 3.2.1. Gázok oldhatósága folyadékban Error: Reference source not found 3.2.2. A folyadékok oldódása folyadékokban Error: Reference source not found 3.2.3. Szilárd anyagok oldódása folyadékokban Error: Reference source not found 3.3. 2.3.3 Az oldatok összetétele, koncentrációja Error: Reference source not found 3.4. 2.3.4 Híg oldatok törvényei Error: Reference source not found 4. 2.4 Szilárd halmazállapot Error: Reference source not found 4.1. 2.4.1 Kristályos anyagok Error: Reference source not found 4.2. 2.4.2 Amorf szilárd testek Error: Reference source not found 5. 2.5 Feladatok Error: Reference source not found 3. Sztöchiometria Error: Reference source not found 1. 3.1 Az elemek vegyjele Error: Reference source not found 2. 3.2 Vegyérték, tapasztalati és szerkezeti képlet Error: Reference source not found 3. 3.3 Affinitás Error: Reference source not found 4. 3.4 Elektronegativitás Error: Reference source not found 5. 3.5 A kémiai folyamatokat leíró egyenletek Error: Reference source not found 6. 3.6 A kémiai reakciók tipusai Error: Reference source not found 7. 3.7 Osztályozás a kémiai reakcióban átmenő részecskék alapján Error: Reference source not found 7.1. 3.7.1 Oxidációs szám Error: Reference source not found 8. 3.8 Feladatok Error: Reference source not found 4. Termokémia Error: Reference source not found 1. 4.1 Kémiai termodinamika Error: Reference source not found 2. 4.2 A reakcióhő meghatározása keverési kaloriméterrel Error: Reference source not found 3. 4.3 Képződési hő Error: Reference source not found 4. 4.4 Közömbösítési hő Error: Reference source not found 5. 4.5 Módosulatváltozási hő Error: Reference source not found 6. 4.6 Fázisátalakulási hők Error: Reference source not found 6.1. 4.6.1 Olvadáshő Error: Reference source not found 6.2. 4.6.2 Párolgáshő Error: Reference source not found 6.3. 4.6.3 Szublimációs hő Error: Reference source not found 6.4. 4.6.4 Módosulatváltozási hő Error: Reference source not found 7. 4.7 Oldáshő Error: Reference source not found 8. 4.8 Fajhő, atomhő, mólhő Error: Reference source not found 9. 4.9 Termokémiai folyamatok leírása egyenletekkel Error: Reference source not found 10. 4.10 A termokémia főtétele: Hess törvénye Error: Reference source not found 11. 4.11 A reakcióhő és a képződéshők kiszámítása Error: Reference source not found 12. 4.12 Az égési reakció termotechnikai paraméterei Error: Reference source not found 13. 4.13 Feladatok Error: Reference source not found 5. Elektrokémia Error: Reference source not found 1. 5.1 Másodrendű vezetők Error: Reference source not found 1.1. 5.2.1 Elektrolitok vezetése Error: Reference source not found 1.1.1. 5.2.1.1 Fajlagos vezetés Error: Reference source not found 1.1.2. 5.2.1.2 Moláris vezetés Error: Reference source not found 2. 5.3 Elektrolitos disszociáció Error: Reference source not found 3. 5.4 A víz disszociációja, a pH fogalma Error: Reference source not found 3.1. 5.4.1 A víz disszociációja Error: Reference source not found 3.2. 5.4.2 Hidrogénionkoncentráció és pH Error: Reference source not found 4. 5.5 Az elektrolízis Error: Reference source not found 4.1. 5.5.1 Az elektrolízis elektródfolyamatai Error: Reference source not found 4.1.1. 5.5.1.1 ZnI2 – oldat elektrolízise Error: Reference source not found 4.1.2. 5.5.1.2 Na2SO4 oldat elektrolízise Error: Reference source not found 4.1.3. 5.5.1.3 A nátrium-klorid elektrolízise különböző körülmények között Error: Reference source not found 4.1.4. 5.5.1.4 Nyersréz finomítása Error: Reference source not found 4.2. 5.5.2 Faraday – törvények Error: Reference source not found 5. 5.6 Kémiai energia átalakítása elektromos energiává Error: Reference source not found 5.1. 5.6.1 Galvánelemek; elektromotoros erő, elektródpotenciál Error: Reference source not found 5.2. 5.6.2 Az elektródpotenciál meghatározása, Nernst egyenlet Error: Reference source not found 5.3. 5.6.3 A koncentrációs elem. A pH mérése Error: Reference source not found 5.4. 5.6.4 Polarizáció Error: Reference source not found 5.5. 5.6.5 Kémiai áramforrások Error: Reference source not found 5.5.1. 5.6.5.1 Elemek Error: Reference source not found 5.5.2. 5.6.5.2 Akkumulátorok Error: Reference source not found 6. 5.7 A korrózió és a korrózió elleni védelem Error: Reference source not found 6.1. 5.7.1 A kémiai és elektrokémiai korrózió Error: Reference source not found 6.1.1. 5.7.1.1 Kémiai korrózió Error: Reference source not found 6.1.2. 5.7.1.2 Elektrokémiai korrózió Error: Reference source not found 6.2. 5.7.2 A korrózió elleni védelem módszerei Error: Reference source not found 7. 5.6 Feladatok Error: Reference source not found II. Szervetlen kémia Error: Reference source not found 6. Kémia rendszertana Error: Reference source not found 1. 6.1 Az elemek csoportosítása és felosztása Error: Reference source not found 2. 6.2 A hosszú periódusos rendszer Error: Reference source not found 3. 6.3 A periódusos rendszer elemeinek jellemzése Error: Reference source not found 3.1. 6.3.1 Hidrogén ( H ) Error: Reference source not found 3.2. 6.3.2 Alkálifémek Error: Reference source not found 3.3. 6.3.3 Alkáliföldfémek Error: Reference source not found 3.4. 6.3.4 Az alumínium csoport elemei Error: Reference source not found 3.5. 6.3.5 A széncsoport elemei Error: Reference source not found 3.6. 6.3.6 A nitrogéncsoport elemei Error: Reference source not found 3.7. 6.3.7 Az oxigéncsoport elemei Error: Reference source not found 3.8. 6.3.8 Halogének Error: Reference source not found 3.9. 6.3.9 Nemesgázok Error: Reference source not found 3.10. 6.3.10 A szkandiumcsoport Error: Reference source not found 3.11. 6.3.11 A titáncsoport Error: Reference source not found 3.12. 6.3.12 A vanádiumcsoport Error: Reference source not found 3.13. 6.3.13 A krómcsoport Error: Reference source not found 3.14. 6.3.14 A mangáncsoport Error: Reference source not found 3.15. 6.3.15 A vascsoport elemei Error: Reference source not found 3.16. 6.3.16 A rézcsoport elemei Error: Reference source not found 3.17. 6.3.17 A cinkcsoport elemei Error: Reference source not found Ajánlott irodalom: Error: Reference source not found A táblázatok listája 4.1. 4.3.1 táblázat Error: Reference source not found 5.1. 5.2.1 táblázat. A sósav és ecetsav fajlagos ellenállása és vezetése Error: Reference source not found 5.2. 5.2.1.1 táblázat. Moláris vezetés: S cm2 mol-1 Error: Reference source not found 5.3. 5.2.1.3 táblázat. Néhány ion moláris fajlagos vezetése 25 °C-on Error: Reference source not found 5.4. 5.4.2.1 táblázat Error: Reference source not found 5.5. 5.4.2.2 táblázat. Néhány indikátor átcsapási tartománya Error: Reference source not found 5.6. 5.6.2 táblázat. Néhány fémion/fémelektród standard potenciálja Error: Reference source not found 6.1. 6.1.1 táblázat Error: Reference source not found
A kémia az elemeknek és a vegyületeknek, vagyis az egynemű anyagoknak a tulajdonságaival, előállításuk módjával, valamint felhasználásuk széles körével foglalkozik. A kémia tárgya két részre oszlik, szerves vagy organikus, illetve szervetlen azaz anorganikus kémiára. Az alábbi jegyzet tárgya a szervetlen, anorganikus kémia. A kémia módszerei és termékei egyre fontosabbá válnak a gépiparban, elektrotechnikában, az energetikában és az űrkutatásban egyaránt. Kémiai úton az ásványokból fémeket nyerhetünk, amelyekből szerszámokat, gépeket, szerkezeti anyagokat készíthetünk. A kémiai reakciók energiaforrások. Energiát nyerhetünk például a tüzelőanyagok elégetésével, a galvánelemek áramtermelésével. Az űrkutatás is igazolja a kémia fontosságát! A rakéta hajtóanyaga és az oxidálószerek kémiai reakciója során szabadul fel az a hatalmas energia, ami a rakétát mozgatja. A kenőanyagoknak még szélsőséges körülmények között is működniük kell. Az űrhajóban oxigént és vizet hulladékanyagokból állítanak elő. A műszereket elektrokémiai vagy napelemek táplálják. A kémiai reakciók káros következményeit mutatja a környezet elszennyeződése: fogyasztási hulladékok; füstköd a városok felett; folyók, tavak vizének szennyeződése, felmelegedése. A felmerülő problémákat csak úgy tudjuk megoldani, ha ismerjük a környezetünkben lejátszódó kémiai folyamatokat és ezeket irányítani is tudjuk. A környezetünkben lejátszódó korróziós folyamatok is számtalan problémát okoznak, ezen hatások ellenében is csak pontos kémiai ismeretek birtokában tudunk védekezni. A jegyzet célja, hogy a mérnöki munka bármely területét választó, de nem vegyész hallgatók számára segítséget nyújtson az alapvető kémiai és fizikai-kémiai folyamatok megértésében illetve felhasználásában. I. rész - Általános kémia Tartalom 1. Az anyagmegmaradás törvényei Error: Reference source not found 1. 1.1 Az anyag fogalma Error: Reference source not found 2. 1.2 A tömegmegmaradás törvénye Error: Reference source not found 3. 1.3 Az energia megmaradásának törvénye Error: Reference source not found 4. 1.4 A tömeg és energia egyenértékűsége, Einstein ekvivalencia elve Error: Reference source not found 5. 1.5 Az anyagmegmaradás törvénye Error: Reference source not found 6. 1.6 Feladatok Error: Reference source not found 2. Halmazállapotok Error: Reference source not found 1. 2.1 Anyagi halmazok és sajátosságaik Error: Reference source not found 2. 2.2 Gázok Error: Reference source not found 2.1. 2.2.1 Boyle – Mariotte törvény Error: Reference source not found 2.2. 2.2.2 Gay – Lussac törvényei Error: Reference source not found 2.3. 2.2.3 Avogadró törvénye Error: Reference source not found 2.4. 2.2.4 Általános gáztörvény Error: Reference source not found 2.5. 2.2.5 A parciális nyomások törvénye Error: Reference source not found 2.6. 2.2.6 Reális gázok Error: Reference source not found 3. 2.3 Folyadékok és oldatok Error: Reference source not found 3.1. 2.3.1 Viszkozitás, felületi feszültség Error: Reference source not found 3.2. 2.3.2 Oldatok Error: Reference source not found 3.2.1. Gázok oldhatósága folyadékban Error: Reference source not found 3.2.2. A folyadékok oldódása folyadékokban Error: Reference source not found 3.2.3. Szilárd anyagok oldódása folyadékokban Error: Reference source not found 3.3. 2.3.3 Az oldatok összetétele, koncentrációja Error: Reference source not found 3.4. 2.3.4 Híg oldatok törvényei Error: Reference source not found 4. 2.4 Szilárd halmazállapot Error: Reference source not found 4.1. 2.4.1 Kristályos anyagok Error: Reference source not found 4.2. 2.4.2 Amorf szilárd testek Error: Reference source not found 5. 2.5 Feladatok Error: Reference source not found 3. Sztöchiometria Error: Reference source not found 1. 3.1 Az elemek vegyjele Error: Reference source not found 2. 3.2 Vegyérték, tapasztalati és szerkezeti képlet Error: Reference source not found 3. 3.3 Affinitás Error: Reference source not found 4. 3.4 Elektronegativitás Error: Reference source not found 5. 3.5 A kémiai folyamatokat leíró egyenletek Error: Reference source not found 6. 3.6 A kémiai reakciók tipusai Error: Reference source not found 7. 3.7 Osztályozás a kémiai reakcióban átmenő részecskék alapján Error: Reference source not found 7.1. 3.7.1 Oxidációs szám Error: Reference source not found 8. 3.8 Feladatok Error: Reference source not found 4. Termokémia Error: Reference source not found 1. 4.1 Kémiai termodinamika Error: Reference source not found 2. 4.2 A reakcióhő meghatározása keverési kaloriméterrel Error: Reference source not found 3. 4.3 Képződési hő Error: Reference source not found 4. 4.4 Közömbösítési hő Error: Reference source not found 5. 4.5 Módosulatváltozási hő Error: Reference source not found 6. 4.6 Fázisátalakulási hők Error: Reference source not found 6.1. 4.6.1 Olvadáshő Error: Reference source not found 6.2. 4.6.2 Párolgáshő Error: Reference source not found 6.3. 4.6.3 Szublimációs hő Error: Reference source not found 6.4. 4.6.4 Módosulatváltozási hő Error: Reference source not found 7. 4.7 Oldáshő Error: Reference source not found 8. 4.8 Fajhő, atomhő, mólhő Error: Reference source not found 9. 4.9 Termokémiai folyamatok leírása egyenletekkel Error: Reference source not found 10. 4.10 A termokémia főtétele: Hess törvénye Error: Reference source not found 11. 4.11 A reakcióhő és a képződéshők kiszámítása Error: Reference source not found 12. 4.12 Az égési reakció termotechnikai paraméterei Error: Reference source not found 13. 4.13 Feladatok Error: Reference source not found 5. Elektrokémia Error: Reference source not found 1. 5.1 Másodrendű vezetők Error: Reference source not found 1.1. 5.2.1 Elektrolitok vezetése Error: Reference source not found 1.1.1. 5.2.1.1 Fajlagos vezetés Error: Reference source not found 1.1.2. 5.2.1.2 Moláris vezetés Error: Reference source not found 2. 5.3 Elektrolitos disszociáció Error: Reference source not found 3. 5.4 A víz disszociációja, a pH fogalma Error: Reference source not found 3.1. 5.4.1 A víz disszociációja Error: Reference source not found 3.2. 5.4.2 Hidrogénionkoncentráció és pH Error: Reference source not found 4. 5.5 Az elektrolízis Error: Reference source not found 4.1. 5.5.1 Az elektrolízis elektródfolyamatai Error: Reference source not found 4.1.1. 5.5.1.1 ZnI2 – oldat elektrolízise Error: Reference source not found 4.1.2. 5.5.1.2 Na2SO4 oldat elektrolízise Error: Reference source not found 4.1.3. 5.5.1.3 A nátrium-klorid elektrolízise különböző körülmények között Error: Reference source not found 4.1.4. 5.5.1.4 Nyersréz finomítása Error: Reference source not found 4.2. 5.5.2 Faraday – törvények Error: Reference source not found 5. 5.6 Kémiai energia átalakítása elektromos energiává Error: Reference source not found 5.1. 5.6.1 Galvánelemek; elektromotoros erő, elektródpotenciál Error: Reference source not found 5.2. 5.6.2 Az elektródpotenciál meghatározása, Nernst egyenlet Error: Reference source not found 5.3. 5.6.3 A koncentrációs elem. A pH mérése Error: Reference source not found 5.4. 5.6.4 Polarizáció Error: Reference source not found 5.5. 5.6.5 Kémiai áramforrások Error: Reference source not found 5.5.1. 5.6.5.1 Elemek Error: Reference source not found 5.5.2. 5.6.5.2 Akkumulátorok Error: Reference source not found 6. 5.7 A korrózió és a korrózió elleni védelem Error: Reference source not found 6.1. 5.7.1 A kémiai és elektrokémiai korrózió Error: Reference source not found 6.1.1. 5.7.1.1 Kémiai korrózió Error: Reference source not found 6.1.2. 5.7.1.2 Elektrokémiai korrózió Error: Reference source not found 6.2. 5.7.2 A korrózió elleni védelem módszerei Error: Reference source not found 7. 5.6 Feladatok Error: Reference source not found
1. 1.1 Az anyag fogalma Az anyag filozófiai fogalom, amely a tudatunktól függetlenül létező, objektív valóság. Az anyag megjelenési formája kétféle, korpuszkula – egymástól elkülönült diszkrét részecskékből áll – vagy kontinuus jellegű – folytonosságot mutat – ilyenek a fizikai mezők pl.: gravitációs mező, elektromágneses mező stb. Az anyag két megjelenési formája nem különül el egymástól, átalakulhatnak egymásba, és ugyanabban a tárgyban egyidejűleg is jelen lehetnek. A kémiai anyag korpuszkuláris jellegű, ami azt jelenti, hogy benne az anyag tömegtulajdonsága dominál. Azaz rendelkezik gravitáló tömeggel, kinetikus energiával és mozgásmennyiséggel. 2. 1.2 A tömegmegmaradás törvénye A törvényt egymástól függetlenül Lavoisier és Lomonoszov a XVIII. század nagy tudósai fogalmazták meg. Tömeg nem vész el, zárt rendszer tömege állandó! Pl.: Vastag falú zárt üvegbe hamumentes szenet és fölöslegben oxigént juttatunk. Lemérjük az edény tömegét hevítés előtt és után is. A tömeget az oxidáció után változatlannak találjuk. Zárt rendszer tömege a testek bármilyen átalakulása után is állandó marad. Az egymással reagáló anyagok tömegének összege egyenlő a keletkező anyagok tömegének összegével. 3. 1.3 Az energia megmaradásának törvénye A tömegviszonyok mellett ismerni kell a folyamatok energiaváltozásait is. A kémiai folyamatok létrejöttét a résztvevő atomok és molekulák kapcsolódásának energiája szabja meg. Tapasztalati tény, hogy a folyamatok mindig olyan irányba mennek végbe, amelyik irányban hasznos munka termelésére alkalmas energia szabadul fel. Az energia mértékegysége a joule (J). A különböző energiafajták átalakulnak egymásba és a munka pedig mindig valamilyen energiafajta más energiafajtává alakulásának a terméke. (Mayer 1842; Joule 1843; Helmholtz 1847.) Bebizonyították, hogy a hő is energia és hogy zárt rendszerben bármely környezetével energiák kicserélésére nem képes rendszer energiája állandó. A kémiai változások során a tömegmegmaradás és az energia megmaradás törvénye könnyen igazolható. Kémiai szempontból legfontosabb energiák a termikus- és a kémiai energia. 4. 1.4 A tömeg és energia egyenértékűsége, Einstein ekvivalencia elve Az anyag azon tulajdonságai, amelyeket a tömeggel és az energiával jellemzünk, mindig együtt járnak, ha az egyik megváltozik, akkor változik a másik is. A tömeg, mint a tehetetlenség mértéke függ a sebességtől. 1.1 ábra. A fény sebességénél az anyag tömegtulajdonsága ugrásszerűen változik. Tehát a tömeg relatív, mert nagysága függ a mozgásállapottól.
ahol:
Az összefüggésből látható. hogy a v sebesség növekedésével a tömeg is növekszik. Ha v = c –vel a tömeg végtelen. A tömeg és energia egyidejűleg jellemzi az anyagot. Ha egy rendszerből energia távozik ez csak úgy lehetséges, ha onnan anyag is távozik, ami azt jelenti, hogy onnan tömeg is eltávozott. A fizikai mezők anyagának nincs súlyos csak tehetetlen tömege, ha egy részecske fizikai mezővé alakul, akkor az ezzel arányos tömeg a súlymérésre visszavezetett tömegmérés számára "eltűnt". Tömeghiány, tömegdefektus lép fel. A tömeg - energia arányosságát, a tömeghiány nagyságát az Einstein összefüggés fejezi ki:
Ekvivalencia – elv ahol:
Az ekvivalencia – elv értelmében Δm tömegváltozás Δm·c2 energiaváltozással, ΔE energiaváltozás ΔE/c2 tömegváltozással ekvivalens. Mivel c2 értéke igen nagy, a kémiai energia 105 J·mol-1 nagyságrendű változáshoz igen kis tömegváltozás tartozik.
Mivel a mai tömegmérés 10-7 százalékos pontossággal történik, a kémiai reakciók energiaváltozása tömegméréssel nem mutatható ki. Az atommagreakciókat kísérő 1011 J·mol-1 energiaváltozás már a nyugalmi tömeg eltűnését eredményezi, így a tömegmegmaradás törvénye csak akkor marad érvényben, ha a fizikai mezők anyagának tehetetlen tömegét is figyelembe vesszük. 5. 1.5 Az anyagmegmaradás törvénye Tömeg nélkül nincs energia, energia nélkül nincs tömeg. A tömeg és az energia elválaszthatatlansága kimeríti az anyag kritériumát. Az anyagmegmaradás törvénye a legáltalánosabb törvény, amely magában foglalja a tömeg- és energiamegmaradás törvényét:
6. 1.6 Feladatok Yüklə 1,02 Mb. Dostları ilə paylaş:
|
