рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Химическое сродство как мера реакционноспособности системы. Изотерма Вант-Гоффа.

Химическое сродство как мера реакционноспособности системы. Изотерма Вант-Гоффа. - раздел Химия, Термодинамика и законы разбавленных растворов. Понижение давления пара растворителя над раствором. Закон Рауля Способность Различных Веществ Взаимодействовать Между Собой С Образованием Но...

Способность различных веществ взаимодействовать между собой с образованием новых веществ была замечена давно и сначала называлась реакционноспособностью веществ, а позже получила название химического сродства. Химическим сродством называется способность различных веществ вступать в химическое взаимодействие между собой.

Долгие годы оставался открытым вопрос, что может служить мерой химического сродства. Решение проблемы было осуществлено с помощью термодинамики, хотя были попытки объяснить химическое сродство сначала скоростью химической реакции, затем величиной теплового эффекта. Вант-Гофф в качестве меры химического сродства предложил использовать максимальную работу, т. е. изменение свободной энергии Гельмгольца, если реакция протекает при постоянном объёме:

Wv = -DF,

или изменение свободной энергии Гиббса, если реакция протекает при постоянном давлении:

Wp = - DG.

Оба термодинамических потенциала удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым величине, характеризующей химическое сродство по следующим причинам:

1) Оба потенциала не зависят от пути реакции, а зависят только от исходного и конечного состояний.

2) Знак DG и DF определяет направление реакции.

3) Wv и Wp представляют собой величину энергии, которую нужно приложить к системе, чтобы остановить реакцию, т. е. преодолеть силы химического сродства.

4) По величине DG и DF можно определить константу равновесия.

Предположим протекает реакция по схеме:

аА + вВ Û dD + eE.

Если все участники реакции находятся в газообразном состоянии и подчиняются законам идеальных газов, то уменьшение изобарного потенциала, которое будет наблюдаться при обратном протекании реакции до состояния равновесия при Р и Т = const, может быть представлено уравнением, которое называется изотермой Вант-Гоффа:

Wр = - DG = RT(lnKp - ln ), (1)

где Р’А, Р’В, Р’E, Р’D – неравновесные парциальные давления участников реакции; а, в, d, е – стехиометрический коэффициент; Т – абсолютная температура, К; R – универсальная газовая постоянная.

Это уравнение показывает, какую работу совершает система при переходе из начального неравновесного состояния в конечное равновесное.

Если реакция осуществляется в идеальном растворе при V и Т = const, то изотерма Вант-Гоффа имеет вид:

Wv = - DF = RT(lnKc - ln ). (2)

где С’А, С’В, С’D, C’E - неравновесные концентрации участников реакции.

Изменение термодинамических потенциалов (DG, DF) системы в процессе реакции является количественной мерой химического сродства, которая определяется убылью свободной энергии Гиббса при Р = const (Wp = - DG), и убылью свободной энергии Гельмгольца при V = const (Wv = -DF).

Уравнения (1) и (2) указывают на возможность изменения направления процесса путём варьирования исходного неравновесного состава реакционной смеси, поэтому расчёт величин DG и DF позволяет оценить термодинамическую возможность протекания реакции в прямом направлении:

Если Wр > 0 (DG (DF) < 0) - реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении;

Если Wp < 0 (DG (DF) > 0) - реакция самопроизвольно идти не может (для её прохождения необходим подвод энергии);

Если Wр = 0 (DG (DF) = 0) - система находится в состоянии равновесия.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Термодинамика и законы разбавленных растворов. Понижение давления пара растворителя над раствором. Закон Рауля

Первой закон термодинамики основные формулировки и математическое выражение первого закона термодинамики Применение его к термодинамическим... Теплоемкость Виды теплоемкости Связь между средней и истинной... Закон Гесса и следствия из него Применение первого закона термодинамики к химическим процессам Связь между qp и...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Химическое сродство как мера реакционноспособности системы. Изотерма Вант-Гоффа.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Работа расширения идеальных газов
Идеальный газ – это газ для идеализированной системы, состоящей из частиц, собственный объем которых мал по сравнению со всем объемом системы, и которые находятся в непрерывном хаотическом д

Работа расширения идеального газа.
Учитывая выведенное раннее разделение полной работы процесса на работу расширения и полезную работу (см. 1.6 и 1.10), математическое выражение первого закона термодинамики (2.3) можно представить в

Теплоемкость
Теплоемкостью называется количество теплоты, необходимое для нагревания данной массы вещества на один градус. Различают удельную и мольную теплоемко

Теплоемкость при постоянном давлении и объеме и связь между ними.
Теплоёмкость не является функцией состояния, она определяется характером процесса. В зависимости от условий проведения процесса различают изохорную (Сv) и изобарную (Ср) теплоёмкости.

Температурная зависимость теплоемкости от температуры.
Температура значительно влияет на величину теплоёмкости и это влияние различно в различных температурных интервалах. Температурную теплоёмкость можно схематично рассмотреть на графике.

Закон Гесса
В 1836 г. Г. И. Гесс открыл основной закон термохимии, который является частным случаем первого закона термодинамики применительно к химическим реакциям, протекающим в изохорных или изобарных услов

Применение первого закона термодинамики к химическим процессам.
С + О2 СО + ½ О2 СО2

Зависимость теплового эффекта от температуры.
Рассмотрим зависимость теплоты процесса от температуры. Для этого возьмем частные производные от приращения функций из уравнений теплоемкости и : ; , где , - изменение теплоемкост

Обратимые и необратимые процессы
Все процессы, в которых один вид энергии преобразуется в другой, строго подчиняются первому закону термодинамики. Однако этот закон ничего не говорит о направлении процесса. Так первому закону не п

Второй закон термодинамики, его формулировки
Все процессы, происходящие в окружающем нас мире, можно разделить на три группы: · процессы, для совершение которых требуется затрата работы извне; · процессы, для совершения кото

Цикл Карно
Сущность ограничений, налагаемых вторым законом на превращение теплоты в работу, можно пояснить на примере действия идеальной машины (машина работает без трения и без потерь тепла, а под рабочим те

Энтропия как мера неупорядоченности системы.
Энтропия (S) – это мера неупорядоченности движения материи или мера деградации (рассеянности) энергии. Всякая система со временем переходит из неравновесного состоя

Расчет изменения энтропии при различных термодинамических процессах и при протекании химических реакций.
1) Изохорический процесс V=const ->       Получаем: ,   Если ν≠1 моль, то

Свободная и связанная энергия.
Свободная энергия Гиббса (G)есть та работа, которую могло бы совершить тело в обратимом изотермическом процессе, или свободная энергия есть максимальная

Основные соотношения между термодинамическими функциями. Уравнение Гиббса-Гельмгольца.
Соответствующие дифференциалы термодинамических потенциалов: · для внутренней энергии , · для энтальпии   · для свободной энергии Гельмгольца

Применение второго закона термодинамики к фазовым превращениям.
Процессы перехода системы из одной фазы в другую называется фазовыми превращениями. К ним относятся процессы плавления, кристаллизации, испарения, кипения, конденсации, субл

Вывод дифференциальной формы уравнения Клаузиуса - Клапейрона для процесса кипения.
Рассмотрим процесс фазового превращения на примере кипения жидкости. Испарение- это фазовый переход на границе раздела жидкость пар или жидкости

Интегрирование уравнения Клаузиуса - Клапейрона и его анализ.
Интегрирование уравнения Клапейрона-Клаузиуса в пределах температур Т1 и Т2,которым соответствуют давления P1 иP2пр

Признаки равновесных состояний.
Истинное химическое равновесие характеризуется следующими признаками: 1) В момент равновесия скорости прямой и обратной реакции равны, а концентрации всех участников реакции остаются неизм

Закон действующих масс. Вывод константы равновесия для гомогенной реакции.
Многие химические реакции, в зависимости от условий, могут термодинамически протекать самопроизвольно как в прямом так и в обратном направлении. Состав равновесной реакционной смеси характеризуется

Связь между различными формами выражения констант равновесия.
Константа химического равновесия может быть выражена различными способами. Если Кравн выражается через равновесные концентрации, то она обозначается Кс и рассчитывается по ура

Химическое равновесие в гетерогенных системах. Расчет константы равновесия.
При выводе закона действующих масс для гомогенных химических реакций предполагается, что все участники реакции находятся в газообразном состоянии. Если система гетерогенная, то ест

Нормальное химическое сродство.
Для того, чтобы можно было сравнивать сродство различных веществ, было введено понятие нормального химического сродства. К уравнению нормального химического сродства легко перейти

Расчет химического равновесия с помощью таблиц стандартных термодинамических величин
В настоящее время при расчетах химических равновесий широко используют таблицы термодинамических величин, где приведены вычисленные с большой точностью термодинамические характерис

Термодинамика и законы разбавленных растворов. Понижение давления пара растворителя над раствором. Закон Рауля.
Среди растворов особенно интересны такие, для которых во всей области концентраций соблюдается простейшая линейная зависимость парциальных и общего давлений пара от концентрации. Если концентрацию

Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри. Зависимость растворимости газов от различных факторов.
Зависимость растворимости газов в жидкости определяется законом Генри: «Растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна парциальному давлению газа при постоянно

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги