Reacția carbonului cu oxigenul cu formarea dioxidul de carbon

Chimie - fizica

Deja in 1751 in scrierile lui Lomonoszov putem gasi expresia de chimie-fizica, dar inca in aceea vreme nu putem vorbi despre chimie fizica ca o stiinta independenta. Incontestabil faptul ca Lomonoszov a vazut bine si a definit datoria acestei stiinta ca: - Chimia fizica este stiinta care in baza legilor, teorielor fizicii si a experimentelor explica transformarile chimice in corpurile compuse- A trebuit sa asteptam putin pentru ca aceasta stiinta a inceput numai in secolul urmator si la sfarsitul secolului al 19-lea devenise o stiinta. Chimia pana acolo a facut numai analize, sintetizari si a scris fenomenele si rezultatele dar niciodata nu s-a ocupat cu rezolvarea problemelor. Horstmann, Gibbs si van`t Hoff a aplicat prima oara legile fizicii, termodinamicii, la fenomenele chimice. Chimia fizica are rolul de ordonare si generalizare a cunostintelor acumulate calitative in chimiile preparative(chimie organica, chimie anorganica si macromoleculara).

Carbonul (C)

Carbonul apare in natura in doua forme cristaline, diamantul si grafitul. In grafit, atomii de carbon sunt legati in straturi de hexagoane. Aceste hexagoane contin doar trei din cele patru legaturi de carbon posibile, astfel exista electroni nelegati care se misca liber in structura cristalina Carbonul are doi izotopi naturali stabili: carbon-12, sau 12C, (98.89%) si carbon-13, sau 13C, (1.11%), si un radioizotop natural, dar instabil, carbon-14 sau 14C. Exista 15 izotopi cunoscuti ai carbonului, iar cel care exista cel mai putin este 8C, care dispare prin emisie de protoni si degradare alpha. Are un timp de injumatatire de 1,98739x10-21 s Carbonul are capacitatea de a forma lanturi cu legaturi C - C Legaturile carbon - carbon sunt destul de puternice si stabile Aceasta caracteristica este importanta deoarece permite carbonului sa formeze un numar foarte mare de compusi (exista mai multi compusi chimici care contin carbon decat toti compusii celorlaltor elemente chimice la un loc )

Oxigenul (O2)

Oxigenul reprezinta 21% din aer si este un element esential pentru supravietuirea tuturor vietuitoarelor de pe Pamant Oxigenul este un gaz incolor, inodor, insipid si putin solubil in apa. Este de 1,1 ori mai greu decat aerul. Acesta se lichefiaza foarte greu la o temperatura de -183- C Oxigenul este cel mai raspandit element de pe planeta, gasindu-se atat in stare libera cat si sub forma de compusi. in stare libera, oxigenul se afla fie sub forma moleculara in aer , fie sub forma de ozon (O3) in straturile superioare ale atmosferei. Oxigenul intra in compozitia unui numar mare de compusi, atat in substante organice (grasimi, proteine, zaharuri, alcooli) cat si in substante anorganice (apa, oxizi, silicati, carbonati, azotati, fosfati, sulfati )

Dioxidul de carbon ( CO2)

Dioxidul de carbon este un gaz incolor, cu densitatea mai mare decat a aerului, solubil in apa cu care se combina partial. La presiune ridicata se transforma in CO2 lichid. Dioxidul de carbon este un compus chimic rezultat din reactiile de oxidare ale compusilor organici. Este format dintr-un atom de carbon si doi atomi de oxigen. Din cauza arderii (oxidare) incompleta a substantelor care contin carbon la temperaturi inalte intr-un loc sarac in oxigen, se formeaza monoxidul in locul dioxidului de carbon. Monoxidul este un gaz inflamabil, care arde cu o flacara albastra. Este un gaz foarte toxic, deoarece face legatura permanenta cu hemoglobina din sange, astfel omul murind prin asfixiere. Timpul in care omul moare este determinat de concentratia de monoxid de carbon din oxigen: 0.1% - omul moare intr-o ora/ 1% - omul moare in 15 minute/ 10% - omul moare imediat

2. Date necesare studiului termodinamic

- H 0 f,298 - etalpia de formare in conditii standard, unitate de masura

- S 0 f,298 - entropia de formare in conditii standard, unitatea de masura

C0p = f(T) - caldura molara izobara, unitatea de masura

- T - interval de temperatura pe care (au fost calculate valorile) e valabila relatia C0p = f(T), unitatea de masura

3. Transformarea temperaturii de tranzitie de faza

a substantelor din proces

Tt - temperatura de topire, Tf - temperatura de fierbere exprimata in grade centigrade de Celsius ( ), Kelvin ( )

- din Celsius in Kelvin:t( )= t( ) + 273,15

Tabel nr. 1

Valori termodinamice tabelate ale substantelor studiate

Substanta- H0f,298S 0298C 0p = f (T)

cal/mol- K- T

Kcal/molcal/mol- Kab- 103c'- 10 -5C 0p,298(K)

O2(g)0497,520,81-0,907,02298-3000

1.Handbook of Chemistry and Physics, The Chemical Rubber Co., Ohio 1965

2.Rodica tica, Dana Perniu: Bazele Chimiei, Editura Universitatii Transilvania Brasov 2004

3.Rodica tica: Curs ,,Metale si nemetale" Editura Universitatii Transilvania Brasov

4.C.D. Nenitescu: Chimie generala, Editura Didactica si Pedagogica Bucuresti 1972

5.Silvia Patachia: indrumar de laborator de chimie fizica, Reprografia Univ. Transilvania, Brasov 1992

6.Gavril Niac: Formule, tabele, probleme de chimie fizica

7.Silvia Patachia: Ghid pentru realizarea si prezentarea unui raport stiintific

8.http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=153