1. Tečno stanje Opšte osobine-poglavlje 3. u Knjizi
Unutrašnji pritisak-3.1
Napon pare-3.2
-Latentna toplota isparavanja i tačka ključanja-3.2.1
Površinski napon-3.3
Viskoznost-3.4

2. Tečno stanje
Značaj:
Većina hemijskih reakcija se odigrava u tečnom stanju
Tečnosti su neophodne za održavanje života
Vodeni rastvori su neophodni za odigravanje mnogih reakcija u biološkim sistemima
Pripremanje hrane, čišćenje, hlađenje....

3. Po osobinama tečnosti između čvrstog i gasovitog stanja Čvrsto Tečno
Jake veze
Slabe veze
Nema veza
Jonizacija

4. opšte osobine-slične čvrstom stanju
Tečno stanje
opšte osobine-slične čvrstom stanju
male molarne zapremine
velika gustina
velika površinska slobodna energija
nema slobodne rotacije molekula
velike specifične toplote
temperatura utiče na termodinamičke osobine,
a uticaj pritiska mali

5. opšte osobine-slične čvrstom stanju
Tečno stanje
opšte osobine-slične čvrstom stanju
Nestišljivost

6. Gustina vode u tri stanja
velika gustina
Gustina vode u tri stanja
H2O(g) d = 3.26 x 10-4g/cm3 (400oC)
H2O(t) d = g/cm (25oC)
H2O(č) d = g/cm (0oC)
Sličnost u gustinama tečnog i čvrstog stanja ukazuje na sličnost u njihovoj strukturi

7. velike specifične toplote
Al(č) 24,35 J/molK
Al(t) 24,21 J/molK
Al(g) 21,38 J/molK
Razlike u toplotama isparavanja
H2O(č) --> H2O(t) DHo top= 6,o2 kJ/mol
H2O(t) --> H2O(g) DHo isp = 40.7 kJ/mol
velika vrednost DHisp ukazuje na veću promenu u strukturi kada je promena od tečnosti do gasa nego od čvrstog do tečnog
ukazuje takođe na privlačne sile između molekula u tečnosti, mada ne tako jake kao u čvrstom stanju

8. opšte osobine-slične gasovitom stanju
Tečno stanje
opšte osobine-slične gasovitom stanju
Fluidnost-sposobnost tečenja
Zauzimaju oblik suda u kome se nalaze
Kontinualnost u faznom dijagramu

9. Kontinualnost u faznom dijagramu

10. opšte osobine-slične čvrstom stanju
Tečno stanje
opšte osobine-slične čvrstom stanju
Radijalna funkcija raspodele

11. Modeli tečnosti Majerova teorija molekulskih oblaka-virijana jednačina
Frenkelov model kvazi rešetke ili vakancija
Cibotatički ili kristalitni
Ajringova teorija značajnih struktura

12. Tečno stanje
Jake kohezione sile
Uređenost kratkog dometa

13. Međumolekulske sile
Međumolekulske (intermolekulske) sile su sile između molekula.
Intramolekulske sile su sile unutar molekule- sile veza,
međuatomske veze.
Tip sile Energija(kJ/mol)
Jonska veza
Kovalentna
Vodonična veza
Jon-Dipol
Dipol-Dipol
Trenutni Dipol/
Indukovani Dipol
Međumolekulske interakcije
van der Waalsove sile
Disperzione ili Londonove
Dipol–indukovani dipol ili Debyeove
Dipol–dipol ili Keesomove
vodonične veze
Interakcije iona i molekula
Jon–dipol
Jon – indukovani dipol

14. opšte osobine-slične čvrstom stanju
Tečno stanje
opšte osobine-slične čvrstom stanju
Radijalna funkcija raspodele

15. Dipol-Dipol interakcije
Međumolekulske sile
Dipol-Dipol interakcije
Dipol-dipol interakcije su međumolekulske sile (elektrostatičke prirode) između polarnih molekula.
Polarni molekuli imaju razdvojene centre pozitivnog i negativnog naelektrisanja, ponašaju se kao dipoli.
Intermolekulske veze između dipola

16. Dipol-Dipol interakcije
Postoje mnoge dipol-dipol – elektrostatičke interakctije između haotično raspoređenih ClF molekula. U svakoj interakciji je pozitivni kraj jednog molekula privučen negativnim krajem susednog ClF molekula

17. Jon - Dipol Interakcije
Međumolekulske sile
Jon - Dipol Interakcije
Kristalna struktura NaCl
Vodeni rastvor NaCl

18. Dešava se između vodonika vezanog za jako elektronegativan atom.
H-vezivanje
Dešava se između vodonika vezanog za jako elektronegativan atom.
N-H… N- O-H… N F-H… N-
N-H… O- O-H… O F-H… O-
N-H… F- O-H… F F-H… F- d+ d-
Zahteva slobodan (nedeljen) elektronski par jako elektronegativnog elementa

19. Međumolekulske sile
Vodonične veze

20. Vodonična je posebno jaka dipol-dipol interakcija između vodonikovog atoma kovalentno vezanog za mali, veoma elektronegativni atom (F, O ili N) i slobodnog elektronskog para na drugom malom, veoma elektronegativnom atomu (F, O ili N)-istom ili različitom.
Vodonična veza u molekulima vode

21. Međumolekulske sile Vodonična veza
Poseban slučaj dipol-dipol interakcija.
Eksperiment: tačka ključanja jedinjenja sa H-F, H-O i H-N vezama su nenormalno visoke.
Međumolekulske sile su izuzetno jake.
H-veza zahteva H atom vezan za atom elektronegativnog elementa ( F, O i N).
Elektroni u H-X (X = electronegativni element) leže mnogo bliže X nego H.
H ima samo jedan elektron, tako da u H-X vezi, + H predstavlja skoro sam proton vezan sa - X.
Zato su H-veze jake.

22. Posmatrajte orijentaciju vodoničnih veza
Structure of Ice
H-veza-led
Posmatrajte orijentaciju vodoničnih veza

23. Zašto led pliva?
H2O(č)
D2O(č)

24. Međumolekulske sile Vodonična veza Vodonične veze su odgovorne za:
Plivanje leda
U čvrstom je gušće pakovanje strukturnih elemenata nego u tečnosti;
Stoga je čvrsto gušće od tečnog stanja.
Led ima uređenu, otvorenu strujkturu zbog H-veza.
Stoga je led manje gustine od vode.
U vodi je dužina H-O veza 1.0 Å (0,1 nm).
O…H vodonična veza ima dužinu 1.8 Å (0,18 nm).
U ledu su molekuli vode uređeni u otvorenoj, pravilnoj heksagonalnoj strukturi.
Svaki + H kraj je orijentisan prema slobodnom elektronskom paru na O.
Led pliva, stoga stvara izolatorski sloj na površini jezera, reka i na taj način je moguć podvodni život zimi.

25. Tačke ključanja kovalentnih hidrida elemenata grupa 4A, 5A, 6A, and 7A

26. Da nema vodoničnih veza između molekula vode, tačka ključanja vode bi bila približno – 800C.

27. Međumolekulske sile Vodonična veza Vodonične veze su odgovorne za:
Strukturu proteina
Povezivanje proteina preko H-veza
DNA transport i genetske Informacije

28. Sekundarna struktura proteinskih spirala-vertikalno povezivanje
Intramolekulske
vodonične veze

29. Sekundarna struktura slojeva-horizontalno povezivanje
Intermolekulske
vodonične veze
Intermolekulske
vodonične veze

30. Međumolekulske sile Londonove disperzione sile
Najslabije od svih međumolekulskih sila i postoje kod svih molekula.
Moguće je da dva susedna neutralna molekula utiču jedan na drugoga.
Jezgra jednog molekula (ili atoma) privlače elektrone susednog molekula (ili atoma).
Za trenutak, oblak elektrona postaje deformisan-neuređen.
U tom trenutku je nastao dipol (nazvan trenutni dipol).
Što je molekul veći (veći broj elektrona) to je polarizabilniji.
Londonove disperzione sile zavise od oblika molekula.
Što je veća raspoloživa površina za kontakt, to su ove sile veće.
Londonove disperzione sile između sfernih molekula su manje od onih između izduženih molekula.

31. Londonove disperzione sile

32. Sumiranje intermolekulskih veza proteina
Jonske
veze
(mostovi
soli)
Disperzione
sile
Vodonične
veze
Disulfidno
povezivanje
(kovalentno)

33. Lennard-Jones-ov potencijal
Izolovani par sferičnih nepolarnih molekula
F - sila interakcije
r - rastojanje centara
U(r) - potencijalna energija

34. Molekulske interakcije+
odbijanje 
r   -
privlačenje
r = re
Ravnotezno rastojanje

35. Molekulske interakcije
Odbojne sile
pomažu širenje-ekspanziju
-znatne kada su molekuli blizu
-izražene na visokim pritiscima,
kada je rastojanje između molekula
blisko njihovom dijametru
-kratkog dometa
Privlačne sile
pomažu sabijanje-kompresiju
-znatne pri većim rastojanjima
između molekula-dugog dometa
-izražene na srednjim i nižim pritiscima d e re
n’=7, m’=13
n=6, m=12

36. UNUTRAŠNJI PRITISAK Gustina kohezione energije: Kako je: to je:
može se zanemariti
pri srednjim pritiscima
termički ili kinetički pritisak

37. Iz Van der Valsove jednačine je:
pa je untrašnji pritisak i:
Kako je kubni koeficijent širenja: a
koeficijent izotermske kompresibilnosti:
to je unutrašnji pritisak:

38. Merilo rada nasuprot unutrašnjeg pritiska pri isparavanju
jednog mola tečnosti je približno molarna latentna toplota
isparavanja Lm,i :
odakle je:
pa se Pu može odrediti iz normalne tačke ključanja:

40. Napon pare Napon pare ili pritisak zasićene
pare je pritisak pri kome su para
i tečnost u ravnoteži.

41. Ako je sud otvoren tečnost će isparavati sve dok ne nestane tečnosti.
UTC
331
Ako je sud otvoren tečnost
će isparavati sve dok ne
nestane tečnosti.
Ako zatvorimo sud
tečnosti će da isparava
dok para ne ispuni sud
Para
Tečnost
Sipaćemo tečnost u sud

42. Molekuli tečnosti i pare će dostići stanje dinamičke ravnoteže Para
UTC
331
Let's close the top of the tank, and allow the liquid to evaporate until the tank is filled with the vapor
Molekuli tečnosti i pare
će dostići stanje dinamičke
ravnoteže
Para
Tečnost
Sipaćemo tečnost u sud

43. Brzine isparavanja i kondenzacuije tečnosti u funkciji vremena
Brzina
isparavanja
Postignuta
ravnoteža
Brzine postaju
jednake
Brzina
Brzina
kondenzacije
Vreme

44. GAS-TEČNOST RAVNOTEŽA
pritisak
pare
tečnost
isparavanje
tečnost W gas
kondenzacija
U ravnoteži
Brzina isparavanja = brzini kondenzacije
Dinamička ravnoteža ako je sud zatvoren

45. pritisak na zidove suda i površinu tečnosti Taj pritisak je napon
UTC
331
Let's close the top of the tank, and allow the liquid to evaporate until the tank is filled with the vapor
Para će pokazivati
pritisak na zidove suda i
površinu tečnosti
Taj pritisak je napon
pare tečnosti, P
The molecules in the liquid and vapor will reach a dynamic equilibrium
Para
Tečnost
Sipaćemo tečnost u sud

46. jedinjenje temp pritisak “voda" 90 50 “voda" 100 100 “voda" 110 150
UTC
331
jedinjenje temp pritisak “voda" “voda" “voda"
Opažanje:
Temperatura dovodi do
razlike u pritisku pare
Opažanje:
Temperatura dovodi
do razlike u pritisku
pare
Pritisak
100 50
Temperatura 50
100

47. jedinjenje temp pritisak ksilen 90 30 ksilen 100 60 ksilen 110 90
UTC
331
jedinjenje temp pritisak ksilen ksilen ksilen
Opažanje:
različita jedinjenja
imaju različite
naponepare
Pritisk
100
voda 50
ksilen
Temperatura 50
100

48. Latentna toplota isparavanja

49. Na Tk: Lm,u Lm,i  0
Ukupna molarna toplota isparavanja zavisi od temperature:

50. Molarne entalpije isparavanja
Tačka ključanja (0C)
(napon pare=
760 mmHg)
Broj
elektrona

51. Molarne entalpije isparavanja
Tačka ključanja (0C)
(napon pare=
760 mmHg)
Broj
elektrona

52. Standardne entalpije topljenja i isparavanja (kJmol-1) i prelazne temperature (K)
Jedinjenje
Ttop
Htop
Tklj
Hisp
H2O
CCl4
CO2
CS2
CH4
C2H6
C6H14
CH3OH
273,15
250,3
217,0
161,2
90,68
89,85
178,00
175,2
6,008
2,47
8,33
4,39
0,941
2,86
13,08
3,16
373,15
349,9
194,6
319,4
111,7
184,6
342,1
337,2
40,656
30,00
25,23s
26,74
8,18
14,7
28,85
35,27

53. TAČKA KLJUČANJA

54. TAČKA KLJUČANJA
Ključanje je oblik isparavanja gde se prelaz iz tečnog stanja u paru dešava unutar čitave tečnosti (ne samo sa površine kao kod isparavanja) kroz formiranje mehura.
Kada se napon pare izjednači sa spoljašnjim pritiskom P, tečnost počinje da ključa
dovođenjem toplote raste brzina isparavanja ali NE i temperatura
za vreme faznog prelaza temperatura je konstantna i odgovara temperaturi faznog prelaza
Kada se napon pare izjednači sa spoljašnjim pritiskom P, tečnost počinje da ključa

55. Ključanje tečnosti
mmmmmmmm
Atmosferski
pritisak
Mehuri
pare

56. TAČKA KLJUČANJA TAČKA KLJUČANJA
temperatura na kojoj tečnost ključa; temperatura na kojoj je NP tečnosti = spoljašnjem P (koji može biti veći i manji od atmosferskog
Atmosferski P varira sa:
1) vremenom 2) visinom

57. Tačka ključanja vode na različitim nadmorskim visinama
1 ft=0,304m

58. NORMALNA TAČKA KLJUČANJA
KLJUČANJA, NTK
temperatura na kojoj je napon pare tečnosti jednak pritisku P od
1 atm; temperatura na kojoj tečnost i para koegzistiraju u ravnoteži na pritisku od 1 atmosfere

59. STANDARDNA TAČKA KLJUČANJA
temperatura na kojoj je napon pare tečnosti jednak pritisku P od
1 bar; temperatura na kojoj tečnost i para koegzistiraju u ravnoteži na pritisku od 1 bara
STANDARDNA TAČKA
KLJUČANJA, STK

60. Što je veći spoljašnji pritisak, to je viša tačka ključanja
Napon pare i tačka ključanja: Tečnost ključa kada je napon pare jednak spoljašnjem pritisku koji deluje na površinu tečnosti
Što je veći spoljašnji pritisak, to je viša tačka ključanja

61. Empirijska pravila

63. Guldbergovo pravilo: odnos tačke ključanja neke tečnosti i njene kritične temperature konstantan je i iznosi oko 2/3.
Jednačina napona pare važi skoro do kritične tačke pa je:
1,25(He)<<4 (EtOH)
za 0<Tk<1000C, 3

64. Merenje napona pare vode

65. KAKO MOŽEMO OVO KVANTIFIKOVATI? voda Pritisak 100 50 ksilen Aceton
UTC
331
KAKO MOŽEMO OVO
KVANTIFIKOVATI?
voda
Pritisak
100 50
ksilen
Aceton
Temperatura 50
100

66. Graficima Jednačinama Tablicama B log p = A - T + C p* in mmHg T in °C
UTC
331
Graficima
Jednačinama
Tablicama B
log p = A - 10
T + C
p* in mmHg
T in °C

67. NAPON PARE, NP
gasovita supstancija nastala isparavanjem; gasovita faza supstancije koja je normalno (pri standardnim uslovima) u tečnom stanju
PARA
parcijalni pritisak pare iznad tečnosti sa kojom je para u ravnoteži
NAPON PARE, NP, tečnosti

68. NAPON PARE, NP
ZAVISI od
prirode tečne ili čvrste faze

69. NAPON PARE, NP ZAVISI od prirode tečne ili čvrste faze
jačine međumolekulskih sila

70. ZAVISI od
prirode tečne ili čvrste faze
jačine međumolekulskih sila
što su međimolekulske sile jače niži je napon pare na datoj temperaturi

71. ZAVISI od
prirode tečne ili čvrste faze
jačine međumolekulskih sila
što su međimolekulske sile jače niži je napon pare na datoj temperaturi
temperature
pritiska
Napon pare je NEZAVISTAN od količine supstancije

72. VELIČINA NP
Tečnosti sa visokim NP su isparljive, imaju slabije međumolekulske sile i obično jak miris, npr. etar, aceton, parfemi

73. VELIČINA NP
Tečnosti sa visokim NP su isparljive, imaju slabije međumolekulske sile i obično jak miris, npr. etar, aceton, parfemi
Tečnosti sa veoma niskim NP su neisparljive, imaju jake međumolekulske sile i obično su slabog ili bez mirisa, npr. voda, Hg

74. NP vs T

75. NAPON PARE, NP NP raste EKSPONENCIJALNO sa temperaturom
NE kao u gasnim zakonima gde je P direktno proporcijalno (linearno raste) sa temperaturom

77. Zavisnost napona pare od temperature- Klapejronova jednačina

78. Klapejronova jednačina Ako su para i tečnost u ravnoteži tada je:
Ako se temperatura promeni za dT napon pare će se promeniti
za dp, a molarna Gibsova energija pare i tečnosti za:
Pošto je sistem i dalje u ravnoteži to je:
odnosno:
Klapejronova
jednačina

79. Jednačina napona pare- Klauzijus Klapejronova jednačina
Klapejronova jednačina se može izraziti kao:
Pošto je: Vmt Vmp i ako se pretpostavi da je: Vmp=RT/p
Klauzijus-Klapejronova jednačina

80. Integracijom KK jednačine dobijamo izraz za zavisnost
napona pare od temperature:
odnosno:
Koristi se i Kirhovljeva empirijska jednačina:

82. Zavisnost napona pare od pritiska
Ako se pritisak na paru i tečnost u ravnoteži promeni za dP,
napon pare će se promeniti za dp, a Gibsova energija za:
Pošto je sistem i dalje u ravnoteži to je: