|
 |
|
Pozdrav, zanima me jedno pitanje, više uz teoriju. Pri apsolutnoj 0, T = 0 K, Kp = 0 jer je Kp=Kc(RT) na delta ni. Međutim, onda je Kp neovisno o mjernoj jedinici reaktanata i produkata jednak 0? 2. pitanje, reakcija se vjerojatno ne odvija, ali zanima me ako je u slučaju Kp=0, T=0, to implicira da je 0=0*Kc. Taj Kc može prema jednadžbi biti bilo koji jer je beskonačno mnogo rješenja, no zar i on nije jednak 0 ako je temperatura reakcije apsolutna 0? Možda ove formule ne vrijede za te uvjete aposlutne 0, ali sama jednadžba implicira da je Kp=0 i ima mogućnost supstitucije 0 K pa ne vidim razlog zašto se ne bi koristila. I na poslijetku, moje zadnje pitanje, ako je delta ni = 0 te T = O K, onda je 0 na 0 neodređeno pa Kp ima beskonačno mnogo rješenja, tj. ne možemo koristiti jednadžbu za njegovo otkrivanje?
|
|
Ime i prezime:
Ana Kekin
-
|
 |
 |
Dobro naslućuješ. Model idealnog plina stvarno ne vrijedi pri jako niskim temperaturama i tu onda treba koristiti kompleksnije jednadžbe poput npr. van der Waalsove. Ne treba se čak ni baviti ravnotežnim konstantama, već je dovoljno pogledati jednadžbu stanja idealnog plina, odnosno ovisnost volumena o temperaturi:
p·V = n·R·T
V = n·R·T/p
Ako je temperatura jednaka nuli, onda po gornjoj jednadžbi isto vrijedi i za volumen, a to za materiju koja se sastoji od atomâ nikad nije slučaj jer atomi uvijek zauzimaju neki volumen. Taj atomski, odnosno molekulski volumen i jest jedan od dva dodatna parametra u spomenutoj van der Waalsovoj jednadžbi, a drugi se odnosi na međumolekulske interakcije. Primijenimo li neki model koji ne funkcionira na temeljnoj razini za kompleksnije fenomene, izvjesno je da ćemo dobiti rezultate koji ne znače ništa, nego samo zbunjuju.
Povrh toga, kad se približavamo apsolutnoj nuli, čestice su sve siromašnije energijom, zbog čega možemo očekivati da ćemo pri nižim temperaturama imati sve manje tvarî koje su još uvijek plinovite. U nekom času hlađenjem ćemo doći i do toga da su sve tvari pri atmosferskom tlaku u čvrstom stanju, osim helija, koji se skrutne tek pri povišenom tlaku, i to ispod 5 K.
Naravno, neka minorna količina tvari ostat će plinovita, u ravnoteži s krutinom. Zbog toga je moguće imati plin ohlađen blizu apsolutne nule, ali po cijenu toga da će u njemu biti jako malo plinovitih čestica. To, zajedno s nedostatkom energije, vodi u novi problem, a to je brzina reakcije. Kemijska ravnoteža je ishod dviju ili više suprotnih reakcija, dakle i kinetički, ne samo termodinamički fenomen. Imamo ju kad god se suprotne reakcije događaju dovoljno brzo. Taj je uvjet tipično zadovoljen, ali ako imamo jako razrijeđen plin, dakle jako malo čestica, koji je k tomu jako ohlađen, dakle gotovo lišen kinetičke energije, onda se vjerojatno neće događati nikakve reakcije tj. svi zamislivi kemijski procesi bit će toliko spori da ih možda nećemo moći opaziti. Prema tome, osim što pokušaj da se računa odnos konstanti ravnoteže pri apsolutnoj nuli ne valja teorijski, on će naići na nepremostive probleme i praktično, i to prije nego što dođemo do inače nedostižne nule.
Na drugo pitanje mogu odgovoriti puno kraće: ako je ∆ν = 0 tj. ukupna množina plinovitih čestica se ne mijenja u reakciji, onda su koncentracijska i tlačna konstanta ravnoteže iznosom i jedinicom jednake. Preko limesâ se razmjerno lako može pokazati da bi taj odnos vrijedio i pri apsolutnoj nuli, kad bi to imalo nekakvo fizikalno značenje.
Da zaključim, ovo je vrlo dobro pitanje, samo ne zbog toga što bi odgovor vodio do nekakvih spoznaja o odnosima fizikalnih konstanti pri apsolutnoj nuli, nego zato što se kroz njega lijepo može vidjeti jedno od ograničenja modela idealnog plina, odnosno kinetičke teorije plinova. Općenito, svaki znanstveni model ima nekakva ograničenja i njih treba imati na umu kad se model na nešto primjenjuje. Ako na to ne pazimo, možemo se skroz propisno zeznuti.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
icvrtila@chem.pmf.hr
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
