Θερμοδυναμική ΙΙ

ΜΕΡΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΟΜΟΡΙΑΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ.                  

Μερικές Γραμμομοριακές Ιδιότητες. Εισαγωγή. Ορισμός. Σχέσεις μεταξύ μερικών γραμμομοριακών ιδιοτήτων. Μερικές παράγωγοι του χημικού δυναμικού. Εξισώσεις Gibbs-Duhem. Παράδειγμα του μπάρμαν. Η εξίσωση Gibbs-Duhem  για τις μερικές γραμμομοριακές ιδιότητες. Υπολογισμός μερικών γραμμομοριακών ιδιοτήτων με τη Μέθοδο Εφαπτόμενων. 

ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΜΕΙΓΜΑΤΑ.                                           

Ιδανικό αέριο μείγμα (Πρότυπα και μοντέλο χημικού δυναμικού). Επεξεργασία μοντέλου χημικού δυναμικού ιδανικού αερίου μείγματος. Μερικές πιέσεις. Θερμοδυναμικές ιδιότητες ανάμειξης σε ιδανικά αέρια μείγματα.   

ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΑΕΡΙΑ ΜΕΙΓΜΑΤΑ.                                  

Πραγματικά αέρια μείγματα. Πτητικότητα. Εξάρτηση πτητικότητας από T,p. Ιδανικά αέρια «διαλύματα». Κανόνας Lewis-Randall. 

ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ                          

Εισαγωγή στις χημικές αντιδράσεις. Στοιχειομετρία. Εισαγωγική παρουσίαση της Συνθήκης Ισορροπίας. Γενική Συνθήκη Ισορροπίας. Κατεύθυνση της αντίδρασης. Ελάχιστο Συνάρτησης Gibbs. Σταθερά Χημικής Ισορροπίας. Πρότυπη Ελεύθερη Ενέργεια της αντίδρασης. Εξάρτηση της σταθεράς ισορροπίας από τη θερμοκρασία. Εξίσωση του van’t Hoff. Ενθαλπία της αντίδρασης. Ενθαλπία της αντίδρασης. Εξώθερμες και ενδόθερμες αντιδράσεις. Θερμοκρασιακή εξάρτηση της ενθαλπίας της αντίδρασης. Άλλες μορφές της Σταθεράς Ισορροπίας. Αντιδράσεις σχηματισμού χημικών ενώσεων από στοιχεία. Πρότυπες θερμοδυναμικές συναρτήσεις (G, H, S) σχηματισμού χημικών ενώσεων. Το χημικό δυναμικό καθαρών ουσιών σε συμπυκνωμένη μορφή και η (μη) εξάρτησή του από την πίεση. Θερμοδυναμικές συναρτήσεις χημικών αντιδράσεων από πρότυπες θερμοδυναμικές συναρτήσεις σχηματισμού. Νόμος Hess. Η προσθετικότητα των θερμοδυναμικών συναρτήσεων χημικών αντιδράσεων

Ανάλυση χημικής ισορροπίας σε αντιδράσεις αερίων σε ισορροπία με στερεά/υγρά μη αναμίξιμα. Η μερική σταθερά ισορροπίας. Επισημάνσεις για την απόδοση χημικών αντιδράσεων. Μέγιστη μερική πίεση αερίου προϊόντος χημικής αντίδρασης.  Επίδραση θερμοκρασίας στην απόδοση αντίδρασης. 

Επίδραση της πίεσης στην απόδοση αερίων αντιδράσεων. Αρχή Le Chatelier. Παραδείγματα υπολογισμών – Εφαρμογές. 

Μελέτη Περίπτωσης 1: Η διεργασία φρύξης του γαληνίτη.

Συντελεστής πτητικότητας. Σταθερά χημικής ισορροπίας K_f με βάση τις πτητικότητες για αντιδράσεις σε πραγματικά αέρια μείγματα. 
Μελέτη Περίπτωσης 2: Η διεργασία σύνθεσης της αμμωνίας.   

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

Αριθμός ανεξαρτήτων αντιδράσεων. Συνθήκες ισορροπίας για ταυτόχρονες ανεξάρτητες αντιδράσεις. 

ΚΑΝΟΝΑΣ ΤΩΝ ΦΑΣΕΩΝ.                                               

Η έννοια της φάσης. Νόμος Φάσεων του Gibbs. Ο Νόμος των Φάσεων για μη αντιδρώντα συστατικά (ανάπτυξη του Gibbs). Ο Νόμος των Φάσεων για μη αντιδρώντα συστατικά (αναλυτική ανάπτυξη). Νόμος Φάσεων του Gibbs για αντιδρώντα συστατικά (αναλυτική ανάπτυξη). Πρόσθετοι περιορισμοί και βαθμοί ελευθερίας. Παραδείγματα και Εφαρμογές Νόμου Φάσεων. Εφαρμογές Νόμου Φάσεων. 

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

Επίδραση (δεύτερου) αδρανούς αερίου στην τάση ατμών ουσίας.   

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΩΝ

Γενικές ιδιότητες διαλυμάτων. Εξίσωση G-D. Σύστημα δύο δυαδικών φάσεων σε ισορροπία. Αζεοτροπικά μείγματα. Σχέσεις μερικής πίεσης/σύστασης διαλύματος. Καμπύλες μερικών πιέσεων / σύστασης διαλύματος. Θετικές και αρνητικές αποκλίσεις από Νόμο Raoult. Νόμοι Raoult και Henry

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

Η περίπτωση αραιού διαλύματος αερίου διαλυμένου μέσα σε υγρά. Μια πρώτη συσχέτιση σύστασης διαλύματος και σύστασης ατμών. Μείγματα υγρών με περιοχές μη αναμιξιμότητας. Διαχωρισμός υγρής φάσης. Μείγματα υγρών με περιοχές μη αναμιξιμότητας. Διαχωρισμός υγρής φάσης. Εξίσωση Gibbs-Duhem. Εφαρμογή στις καμπύλες των μερικών πιέσεων διαδικών διαλυμάτων. Εξίσωση Duhem-Margules. Η εξίσωση Gibbs-Duhem (και Duhem – Margules) και οι καμπύλες της ολικής πίεσης. 

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

Ιδανικά διαλύματα. Το μοντέλο για το χημικό δυναμικό των ιδανικών διαλυμάτων. Πρώτη προσέγγιση στην ταπείνωση σημείου πήξης και ανύψωση σημείου βρασμού του διαλύτη. Το μοντέλο και οι Νόμοι Raoult και Henry. Φυσική σημασία προλογαριθμικού όρου στο μοντέλο χημικού δυναμικού ιδανικών διαλυμάτων. Θερμοδυναμικές ιδιότητες ανάμιξης σε ιδανικά διαλύματα. 

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

Ισορροπία Ιδανικού Διαλύματος με καθαρή κρυσταλλική ουσία. Ταπείνωση σημείου πήξης . Ταπείνωση σημείου πήξης. Σχέση Κρυοσκοπίας. Ανύψωση σημείου ζέσεως. Σχέσεις Ζεσεοσκοπίας. Εφαρμογή-Άσκηση Κρυοσκοπίας/Ζεσοσκοπίας.  Ιδανική διαλυτότητα στερεών σε υγρά. Εφαρμογή. 

Ωσμωτική Ισορροπία. Ωσμωτική πίεση διαλύματος. Ανάπτυξη virial σχέσης για την ωσμωτική πίεση διαλύματος πολυμερών.

Μη ιδανικά διαλύματα. Μοντέλο χημικού δυναμικού. Συντελεστές ενεργότητας. Συμβάσεις για τους συντελεστές ενεργότητας. Νόμοι Raoult/Henry. Υπολογισμοί γ(R) και γ(Η). Ενεργότητα. Υπολογισμοί συντελεστών ενεργότητας από μετρήσεις των μερικών πιέσεων ισορροπίας. Εξάρτηση των συντελεστών ενεργότητας από Τ,p. Μέθοδοι υπολογισμού συντελεστών ενεργότητας. 

Φροντιστήριο, ασκήσεις και προβλήματα

Η εξίσωση Gibbs-Duhem εφαρμοσμένη για συντελεστές ενεργότητας. Μέθοδος υπολογισμού συντελεστών ενεργότητας διαλυμένης ουσίας. Ιδιότητες περίσσειας.