Энергетика химических реакций
Для процессов
в конденсированных
средах в ходе
реакции
,
тогда
.
образования
1-го моль соединения
из простых
веществ, называется
,
стандартная
.
Изменение
энергии Гиббса
в ходе химической
реакции равно
сумме энергий
Гиббса продуктов
реакции за
вычетом суммы
энергий Гиббса
реагентов с
учётом стехиометрических
коэффициентов:
.
– для простых
веществ
Величина
и знак
определяют
возможность
самопроизвольного
протекания
процесса.
Самопроизвольно
в направлении
образования
продуктов
реакции протекают
только те реакции,
в ходе которых
происходит
уменьшение
.
Реакция идёт
в направлении
пока
(система равновесия).
Если
,
то в данных
условиях реакция
самопроизвольно
протекать не
будет.
|
|
|
|
Вывод |
| − | + | − | Протекает самопроизвольно при любой T |
| − | − | − + | Протекает при низких T |
| + | + | + − | Протекает при высоких T |
| + | − | + |
Не протекает (протекает в обратном направлении) |
В открытых
системах
изменение
внутренней
энергии
происходит
не только в
результате
получения или
отдачи теплоты
и совершения
работы, но и за
счёт изменения
масс, входящих
в систему
компонентов.
Все свойства
открытых систем
и ΔG
будут зависеть
от количества
каждого компонента:
,
где
– химический
потенциал,
энергия Гиббса
отнесённая
к 1-му молю вещества,
– изменённое
количество
вещества системы
Если в системе
– компонентов,
то
:
– самопроизвольное
протекание
процессов в
открытой системе
– состояние
равновесия
– процессы
не протекают
Химический
потенциал
– функция состояния.
В условиях
определяется
изменением
энергии Гиббса
:
.
Вопросы для самоконтроля
Термодинамические системы: открытые, закрытые, изолированные; гомогенные, гетерогенные.
Параметры системы.
Функции состояния системы: внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, химический потенциал, изобарно- и изохорно-изотермический потенциал.
Изобарные, изохорные, изотермические процессы.
Первое (закон сохранения энергии) и второе начало термодинамики.
Тепловой эффект реакции. Стандартная теплота образования вещества.