Chemische Thermodynamica

Vakinformatie

Zowel gevolgd door chemie als biochemie, tegenwoordig in het derde jaar voor biochemie en tweede jaar chemie. Een 'mondeling' examen met schriftelijke voorbereiding. In theorie want in praktijk verloopt het examen zonder veel woorden. De examenstructuur is altijd dezelfde: 2 theorievragen en 2 oefeningen, waarvan één altijd gaat over entropieverandering. Sinds 2012-2013 komt één van de theorievragen uit één van de artikels die je vooraf moest lezen. Het vak wordt gedoceerd door professor Thierry Verbiest, oefenzittingen werden vroeger gegeven door de zo mogelijk nog sympathiekere Maarten Vanbel.

Examenvragen

20 januari 2017 NM

1. Vuurpomp vertrekkende van de eerste hoofdwet van de thermodynamica
2. entropie (van systeem, universum en omgeving) als je een gas opwarmt van 768 tot 1028 K en samendrukt door het veranderen van de druk van 1 atm tot 6 atm. je mocht dit beschouwen als een reversibel proces. Wat is de entropie?
3. een mol gas (argon) ontspant zich bij 273K adiabatisch van 1L naar 10L, wat is de eindtemperatuur? gebruik voor warmtecapaciteit C(v)= 3/2R
4. leidt een formule af voor chemische potentiaal bij het mengen van twee stoffen. leidt dan ook de gibbsfunctie af en toon aan dat dit entropisch gedreven is.
5. Toon aan dat stoffen aan de oppervlakte van een stof de oppervlaktespanning doen dalen. Leidt de formule van Young-Laplace af.

16 januari 2017 VM

1. Werking van de vuurpomp beschrijven m.b.v. de eerste hoofdwet van de thermodynamica.
2. Bereken een reactie-enthalpie bij 1000K (de reactie en de reactie-enthalpie bij 298K is gegeven).
3. Een gas bij 25°C wordt verwarmd bij constante druk tot het verdubbeld is in volume. Bereken de verandering in enthalpie, entropie en vrije energie.
4. Mengen van ideale gassen, formule afleiden. (en nog dingen maar die ben ik vergeten omda ik ze nie kon :'( )
5. Leid de Clapeyron af en pas toe op Vast-Vloeistof en Vloeistof-Damp.

22 januari 2016 NM

1. vuurpomp
2. colligatieve eigenschappen, kookpuntsverhoging, osmose
3. clapeyron afleiden en toepassen op smelten en verdampen
4. entropie (sys, omg, univ) berekenen reversibel, irreversibel en enthalpie van systeem berekenen met T1, T2, Cp gegeven
5. entropie, enthalpie en inwendige energie berekenen waarbij een systeem verwarmd word tot het volume verdubbelt is met P constant en Ti, P en n gegeven

15 januari 2016 (VM)

1. Het artikel over het vouwen van eiwitten bespreken.
2. De dampspanning van een zuivere stof op twee verschillende temperaturen krijg je. Bereken de verdampingsenthalpie, ebullioscopische constante (molaire massa gegeven.), de temperatuur waarop de vloeistof verdampt en de entropie van dit proces.
3. Een (zeer eenvoudige) oefening waarin de entropie moet berekend worden van een expansie.
4. Bespreek de carnot cyclus.
5. De laplace vergelijking uitleggen en verklaren waarom stoffen die aan het oppervlakte opstapelen de oppervlaktespanning verlagen.

11 januari 2016 NM

Hetzelfde als 11 januari VM

11 januari 2016 VM

1. vuurpomp (opdracht)
2. tripelpunt oefening: gegeven temperatuur bij tripelpunt, Pvap(T1), Pvap(T2) te berekenen enthalpie(vap), kooktemp. bij normaaldruk en druk op tripelpunt.
3. entropie en enthalpie bij reversibel en irreversibel oefening: gegeven T1, T2, Cp
4. colligatieve eigenschappen bespreken (wat is het + invloed van de opgeloste stof op de chemische potentiaal van de vloeistof) en kookpuntsverhoging en osmose
5. elektrochemische potentiaal en metaal/metaalionelectrode + Nernstvergelijking (kort) afleiden + (heel kort) bespreken hoe enthalpie en entropie bepaald kan worden uit elektrochemie

12 januari 2015 (NM)

1. 1. Dat vuur pomp stuff.
2. 2. Bereken tripel punt shit.
3. 3. Wat met entropie spelen n stuff.
4. 4. Een of ander carnot cyclus... komt dat iemand bekend voor?
5. 5. Wat shit met oppervlakte spanning en Young en een van zijn Franse maatjes afleiden

17 januari 2014

1. vraag over enthalpie bij peptide vouwen, vraag 1 van da document
2. Oefening om enthalpie te bereken bij 1000K terwijl de enthalpie is gegeven bij 298K van een reactievgl
3. Entropie berekening voor irreversibel en reversibel proces
4. leidt de formule van de oppervlaktespanning af, bewijs dat stoffen die de oppervlaktespanning verlagen de nijging hebben om zich aan de oppervlakte op te stapelen, Leidt de vergelijking van Young-dupre af
5. leg te elektrochemische potentiaal uit( gewoon de vergelijking uitleggen), leg membraanpotentiaal uit, leg metaal/metaan-ion elektrode uit

28 januari 2013

1. Bespreek de electrochemische potentiaal en pas dit toe op een metaal/metaalionelektrode.
2. Toon aan dat een adiabatische expansie kan leiden tot mistvorming in een erlenmeyer (artikel).
3. Oefening: bepaling van de molaire entropieverandering bij verwarmen en compresseren. Warmtecapaciteit bij constant volume is geggeven.
4. Oefening: bereken delta H bij 1000 K van de reactie: CO + H2O -> CO2 + H2. delta H bij 298 K is gegeven, als ook de Cp's van de stoffen.

25 januari 2013

1. bewijs: bij adiabatisch proces is p1V1^(lambda)=p2V2^(lambda)
2. bespreek de rol van enthalpie en entropie bij het hydrofoob effect
3. bepaling van de tempperatuursverandering bij adiabatische compressie (begin- en einddruk, begintemp gegeven)
4. bepaling van delta U en delta H bij een opwarming bij constante druk (cv, massa, molaire massa en begin- en eindtemp gegeven)

18 januari 2013

1. Toon aan dat de gemiddelde kinetische energie van een mol gas gelijk is aan 3/2 RT
2. Leg uit hoe een adiabatische expansie kan leiden tot mistvorming in een erlenmeyer (vraag uit artikel).
3. Oefening: entropieverandering van 298 K en 2 atm naar 233 K en 0.4 atm. Warmtecapaciteit bij constant volume is gegeven.
4. Oefening: geef temperatuur en druk bij het tripelpunt van een bepaalde stof, twee vergelijkingen met p en T zijn al gegeven, je moet alleen nog maar het stelsel van twee vergelijkingen en twee onbekenden oplossen.

3 feb 2012

1. Geef het verschil tussen een isotherme en een adiabatische expansie.
2. Toon aan dat de gemiddelde kinetische energie van een mol gas gelijk is aan 3/2 RT
3. Oefening: entropieverandering van 298 K en 2 atm naar 233 K en 0.4 atm
4. Oefening: geef temperatuur en druk bij het tripelpunt van een bepaalde stof, twee vergelijkingen met p en T zijn al gegeven, je moet alleen nog maar het stelsel van twee vergelijkingen en twee onbekenden oplossen.

27 jan 2012

1. Toon aan dat stoffen die de oppervlaktespanning verlagen, de neiging hebben om zich aan het oppervlak op te stapelen.
2. Leg uit, elektrochemische potentiaal en pas toe op de membraanpotentiaal.
3. Oefening op entropieverandering
4. Bereken q, U en H bij verwarming bij constante druk.

20 jan 2012 VM

1. Bespreek osmose (bijvragen: geldt deze formule altijd, hoe aanpassen voor grotere C, hoe noem je dit?)
2. Geef de formules voor de warmte, arbeid en verandering in inwendige energie voor volgende processen met ideale gassen:
   • isotherme expansie in vacuüm
   • adiabatische expansie in vacuüm
   • isotherme expansie tegen constante druk
   • adiabatisch expansie tegen constante druk
   • reversibele isotherme expansie
   • reversibele adiabatische expansie
   • (bijvraag: een stok met aan het uiteinde een stuk katoen in een omhulsel duwen (past perfect): hierna brandt het katoen, hoe verklaar je dit?)
3. Oef: zie oef 3 bij oude examenvragen
4. Oef: zie oef 7 bij oude examenvragen

16 jan 2012 VM

1. Geef de carnotcyclus en bespreek U, w & q bij elk proces
2. Bespreek de electrochemische potentiaal en leg uit a.d.h.v. een metaal/metaalionelektrode.
3. Oefening over verandering Gibbs van reactie bij 1298K als Cp, H & S van alle reagentia en producten gegeven bij 298K
4. Oefening over entropieverandering van expansie (systeem, omgeving, universum) zowel a) reversibel b) irreversibel bij uitwendige druk van 0,1Atm

28 jan 2011

1. Bespreek osmose en hoe kan je hieruit molecuulgewicht bepalen (3de keer!!!)
2. Bespreek membraanpotentiaal
3. IJs wordt van -10°C tot +10°C verwarmd: wat is de entropietoename <u>van het systeem</u>? (enthalpie en warmtecapaciteiten gegeven)
4. Bereken eindtemperatuur, q, W en U van een reversibele adiabatische compressie van 28l naar 10l. (C_v = 5/2R)

21 jan 2011 VM

1. Geef de carnotcyclus en bespreek U, w & q bij elk proces
2. Bespreek de electrochemische potentiaal en leg uit a.d.h.v. een metaal/metaalionelektrode.
3. Oefening over verandering inwendige energie (delta U)
4. Oefening over entropieverandering

17 jan 2011

1. Bespreek osmose en leg uit hoe je hieruit molecuulgewichten kunt bekomen
2. Clapeyron afleiden + toepassen op fasediagramma (m.a.w. vgl vast-> vl., vl. -> gas en vast -> gas berekenen)
3. Oefening over entropieverandering
4. Oefening over verandering in gibbsfunctie

15 jan 2010

1. bespreek de adiabatische expansie
2. bespreek osmose en geef een toepassing
3. oefening over entropieverandering
4. oefening over verandering in gibbsfunctie

11 jan 2010 VM

1. Bespreek het kinetischgasmodel en de gemiddelde Etr.
2. Bespreek de electrochemische potentiaal en leg uit a.d.h.v. een metaal/metaalionelektrode.
3. ?
4. ?

11 jan 2010 NM

1. Toon aan met formules dat een stof die de oppervlaktespanning verlaagt de neiging heeft om zich aan het oppervlak op te stapelen.
2. Bewijs dat de totale entropie voor een Carnotcyclus gelijk is aan nul.
3. Entropieverandering berekenen van gas bij bepaalde gebeurtenis.
4. Veranderingen in U en H berekenen bij de opwarming van een ideaal gas bij constante druk.

30 jan 2009

1. Clapeyron afleiden+toepassen op vloeibaar-gas.
2. Kookpuntverhoging.
3. Adiabatische compressie van een gas met de volumes en de begin T en de Cv gegeven.
4. Entropieverandering van 25 C naar 1000 C met Cv gegeven.

16 jan 2009

1. bij mengen verandering in gibbs, entropie, enthalpie en volume
2. carnot bespreken, q, W en U bij elk proces, en efficientie berekenen
3. verandering in entropie berekenen wanneer een ideaal gas expandeert van 1l bij 12K naar 2l bij 24K
4. verandering in enthalpie en inwendige energie berekenen van een reactie, enkele vormingsenthalpieën gegeven en een verbrandingsenthalpie, en we mochten veronderstellen dat de gassen ideaal waren

21 jan 2008

1. clayperon+ toep. op verdampen
2. kookpuntsverhoging bespreken
3. adiabatische expansie 1L naar 10L, Ti = 273K, bereken eindtem Cv gegeven
4. compresie van 1atm naar 2atm en verwarmen van 300k naar 1000k. Cp gegeven. bereken entropieverandering.

21 jan 2008

1. geef de carnotcyclus en bespreek U, w & q bij elk proces
2. Bespreek de membraam potentiaal
3. adiabtische compressie gas (1 mol) van 48,4l naar 44,4 l en begin temp = 0°C. Eindtemperatuur berekenen
4. entropieverandering van verwarmen gas 25°C-->1000°C. Cp gegeven

18 jan 2008

1. druk en temperatuursafhankelijkheid van evenwichtsconstante
2. isotherme en adiabatische expansie van een ideaal gas bespreken
3. inwendige energie berekenen, vormingsenthalpie en temperatuur gegeven
4. enthalpie en entropie berekenen van faseovergang van water bij T = 263K, H(273K) gegeven en Cp's gegeven

14 jan 2008

1. clapeyron afleiden en toepassen op vast/vloeistof
2. osmose bespreken
3. vormingsenthalpie berekenen bij 125°C van HBr uit H2 en Br2. met de Hf°bij 25°C gegeven. bereken ook de inwendige energieverandering. (Cp ook gegeven dacht ik (iemand die nog exact weet?) )
4. entropieverandering bij 1 mol ideaal gas met T1= 12K, T2= 24K en V1=1L en V2=2L. en Cv = 3/2 R

14 jan 2008

1. twee ideale gassen, bepaal deltaG, S, H, V na mengen
2. kookpuntsverhoging bespreken
3. CO(g) + H20 (g) => CO2(g) + H2(g) delta H (298K) = -10 kcal. zoek delta H (1000K) Cp's gegeven
4. bespreek de carnotcyclus in een STdiagramma

30 aug 2008

1. mengen van ideale gassen, bespreek delta G, delta H, delta S, delta U en delta V
2. geef q, U en W voor volgende processen met ideale gassen
   • isotherme expansie in vacuum
   • adiabatische expansie in vacuum
   • isotherme exp tegen constante druk
   • adiab exp cte P
   • reversibele isoth exp
   • rev adiab exp
3. ideaal gas bij 12K en 1L, bereken delta S bij het omzetten naar 24K en 2L. C=2/3R

29 jan 2007

1. bespreek de druk- en temperatuursafh van de evenwichtsconstante
2. de henryconstante van CO2 in H2O is 1,...*10^6, die in benzeen 8,...*10^4. In welke stof is CO2 het best oplosbaar?
3. Een oefening waarbij een ideaal gas van T en V veranderd. Bereken DeltaS.

23 jan 2007

1. bespreek osmose
2. oefening waar ge bij reversibele isotherme compressie U, q, H en W moet berekenen
3. een ideaal gas gaat van T1->T2 en V1-> V2. Laat zien dat geldt: Delta S= Cv. ln(T2/T1)+n.R. ln(V2/V1) Cv mag onafhankelijk van de temperatuur genomen worden.

20 jan 2007

1. Geef de afleiding voor de vergelijking van clapeyron en pas dit toe op smelten
2. Geef een S-T diagramma van de Carnotcyclus
3. Bereken deltaH bij 1000K, je kreeg deltaH(298), de reactie en alle Cp's

19 jan 2007

1. het mengen van ideale gassen. Bespreek de gibs functie de entalpie, entropie, en volume verandering.
2. de carnot cyclus wordt meestal weergeven in een pv-diagrama, geef hem nu weer in een TS-diagramma

18 jan 2007

1. bewijs dat de evenwichtsconstante niet drukafhankelijk is, maar wel temperatuursafhankelijk
2. bewijs volgende uitdrukking voor de entropieverandering van een gas dat van temperatuur en volume verandert:

   deltaS = Cv*ln(T2/T1) + nR*ln(V2/V1)

Oefening:

1. bereken molecuulmassa van een proteïne
2. oplossing en osmotische druk gegeven, bereken ??