Химический потенциал.

 

 

Рассмотрим системы, в которых изменяются количества веществ. Эти изменения могут происходить в результате химических реакций или фазовых переходов. При этом изменяются значения термодинамических потенциалов U, H, F, G системы.

Для характеристики способности веществ к химическим превращениям (или фазовым переходам) используется химический потенциал m. Водится он как частная производная термодинамических потенциалов по числу молей. В зависимости от условий осуществления процесса химический потенциал i-ого компонента выражается через соответствующий термодинамический потенциал G_i,_, F_i, H_i, или U_i. Так, при постоянных температуре, давлении и количестве молей всех компонентов, кроме i-ого, химический потенциал i-ого компонента равен частной производной энергии Гиббса по числу молей i-ого компонента.

 

(31)

 

Аналогичным же образом вводятся химические потенциалы при других условиях:

(32)

 

(33)

 

(34)

 

Изменение термодинамического потенциала (например, G) при изменении количества только i-ого компонента равно:

 

(35)

 

Обычно в системе при химических реакциях изменяется концентрация нескольких компонентов или идет изменение количества компонентов в нескольких фазах. Поэтому общее изменение термодинамического потенциала в системе dG равно:

 

(36)

 

 

Для самопроизвольного процесса

 

(37)

 

Если в системе, в которой происходит химическая реакция,

А ® В

имеется только 2 компонента только А и В, то для самопроизвольного процесса можно записать:

 

 

Т.к. в данном случае , то

 

 

В этом случае химический потенциал исходного вещества А больше, чем химический потенциал продукта В.

При равновесии должно соблюдаться соотношение

 

(38)