KEMIJSKI RJEČNIK

energija    →   energy

Energija (E, U) je karakteristika sustava i definirana je kao sposobnost sustava da vrši rad. Jedinica za energiju je džul (J).

Unutrašnja energija tijela zbir je potencijalne i kinetičke energije atoma i molekula koji ga sačinjavaju.

Potencijalna energija jest energija pohranjena unutar tijela ili sustava kao posljedica mjesta, oblika ili stanja (uključuje gravitacijsku, električnu, nuklearnu i kemijsku energiju).

Kinetička energija jest energija kretanja i za tijelo mase m koje ima brzinu v, iznosi mv²/2. Doprinos kinetičke energije je mnogo veći kod plinova, čije molekule imaju vrlo veliku slobodu kretanje, nego kod tekućina i čvrstih tvari.

U izoliranom sustavu energija se može pretvarati iz jednog oblika u drugi, ali ukupna energija ostaje konstantna.

kinetička teorija    →   kinetic theory

Kinetička teorija objašnjava ponašanje krutina, tekućina i plinova i njihove promjene stanja, ovisno o gibanju čestica od kojih su sastavljene.

latentna toplina    →   latent heat

Latentna toplina (L) količina je topline koja se apsorbira ili oslobodi kada tvar promijeni svoje agregatno stanje pri konstantnoj temperaturi (na primjer iz čvrste tvari u tekućinu kod tališta ili iz tekućine u plin kod vrelišta).

entropija    →   entropy

Entropija (S) je termodinamička funkcija koja govori o iskoristivosti toplinske energije. Promjena entropije nekog sustava ovisi samo o početnom i konačnom stanju sustava i definirana je izrazom

Ako je sustav izoliran, njegova se entropija neće mijenjati kada se odvija reverzibilni proces, dok će rasti ako se odvija ireverzibilan (nepovratljiv) proces. Ireverzibilnost procesa mjeri se entropijom.

Najveću entropiju imaju plinovi a najmanju kristali. Prema tome, entropija se može smatrati mjerom za nered u nekom sustavu. Pri apsolutnoj nuli u savršenom kristalu entropija je jednaka nuli.

konstanta ravnoteže    →   equilibrium constant

Konstanta ravnoteže (K) prvi put se pojavljuje u zakonu o djelovanju masa koji su 1863. formulirali norveški kemičari C.M. Guldberg i P. Waage. Reverzibilna kemijska reakcija prikazana jednadžbom

u ravnoteži je onda kada je brzina napredne reakcije jednaka brzini povratne reakcije.

Konstanta ravnoteže definirana je odnosom ravnotežnih aktiviteta produkata i reaktanata

Kod praktičnih mjerenja često se aktiviteti zamjenjuju koncentracijama

Za reakcije u plinskoj fazi umjesto koncetracija upotrebljavaju se parcijalni tlakovi

Termodinamička konstanta K nema jedinicu, dok jedinica za K_p i K_c ovisi o broju molekula koje se pojavljuju u stehiometrijskoj jednadžbi (a, b, c i d).

Veličina konstante ravnoteže ovisi o temperaturi. Ako je napredna reakcija egzotermna, konstanta ravnoteže smanjuje se povećanjem temperature. Što je veća konstanta ravnoteže neke kemijske reakcije, to je ravnoteža više pomaknuta na stranu stvaranja produkata reakcije. Položaj uspostavljene ravnoteže može se mijenjati, ali ne i konstanta. Sustav u ravnoteži brani se od promjene tako da nastoji poništiti vanjski utjecaj (Le Chatelierov princip).

Konstanta ravnoteže kemijske reakcije izravno je proporcionalna promjeni standardne Gibbsove slobodne energije

fugacitet    →   fugacity

Fugacitet (f) je termodinamička funkcija koja se koristi umjesto parcijalnih tlakova kod reakcija u kojima sudjeluju realni plinovi. Za neku komponentu smjese definiran je kao

gdje je μ kemijski potencijal.

Fugacitet plinova jednak je tlaku koji bi plin imao da je idealan. Fugacitet tekućina i čvrstih tvari jednak je fugacitetu para s kojima su u ravnoteži. Aktivitet je odnos fugaciteta i fugaciteta standardnog stanja.

Gibbsova slobodna energija    →   Gibbs free energy

Gibbsova slobodna energija (G) jest energija oslobođena ili apsorbirana u reverzibilnom procesu pri konstantnoj temperaturi i tlaku. Definirana je jednadžbom

gdje je H entalpija, S entropija a T termodinamička temperatura. Naziva se još i Gibbsova energija ili samo slobodna energija.

Promjena Gibbsove slobodne energije, ΔG, određuje smjer kemijske reakcije. Ako je ΔG neke reakcije negativan, reakcija će se spontano odvijati dok se ne uspostavi ravnotežno stanje. Kada je postignuto ravnotežno stanje, onda je ΔG = 0.

sublimacija    →   sublimation

Sublimacija je prijelaz tvari iz čvrstog izravno u plinovito stanje bez prethodnog prijelaza u tekućinu. Suhi led (smrznuti CO₂) na sobnoj temperaturi sublimira.

halogeni elementi    →   halogens

U 17. skupinu periodnog sustava spadaju fluor (F), klor (Cl), brom (Br), jod (I) i astat (At). Zajedničkim imenom nazivaju se halogenima (oni koji tvore soli) zbog toga što izravno s metalima daju soli. U vanjskoj ljusci imaju 7 elektrona pa su izrazito elektronegativni. Reagiraju sa skoro svim metalima i mnogim nemetalima. Reaktivnost im opada porastom atomske mase. Halogeni imaju jak neugodan miris i gore sjajnim plamenom.

U elementarnom stanju halogeni elementi prave dvoatomne molekule. Kako raste volumen atoma, rastu i Van der Waalsove privlačne sile. Tako su pri sobnoj temperaturi fluor i klor plinovi, brom tekućina, a jod i astat čvrste tvari.

vodik    →   hydrogen

Vodik je 1766. godine otkrio Sir Henry Cavendish (Engleska). Ime mu je dao Lavoisie od grčkih riječi hydro što znači voda i genes što znači tvoriti. To je plin bez boje i mirisa, netopljiv u vodi. Lako difundira kroz sve materijale. Zapaljiv je i pravi eksplozivne smjese u zraku. Zapaljen na zraku gori svijetlim vrućim plamenom dajući vodenu paru. Na povišenoj temperaturi lako se spaja s kisikom, sumporom i halogenim elementima. Procjenjuje se da 90 % svih atoma, odnosno skoro 3/4 mase svemira, otpada na vodik. Sve zvijezde, pa i Sunce, sastavljene su uglavnom od vodika (w>90 %). Vodik se u prirodi rijetko nalazi u elementarnom stanju, samo u višim slojevima atmosfere ili u vulkanskim plinovima. Uglavnom je vezan u spojevima od kojih su najrašireniji voda (H₂O), amonijak (NH₃) i razni organski spojevi. Čisti vodik se najčešće dobiva elektrolizom vode. Laboratorijski se dobiva reakcijom sulfatne kiseline i elementarnog cinka. Industrijski se dobiva prevođenjem vodene pare preko užarenog koksa. Upotrebljava se za sintezu amonijaka, hidriranje ugljena i ulja, proizvodnju kloridne kiseline i kao redukcijsko sredstvo.