Химия. Анкудимова И.А. - 16 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

агрегатное состояние компонентов, называются термохимическими. В них могут быть дробные коэффициенты
и с ними можно производить простейшие математические операции.
Изучая тепловые эффекты химических реакций Г.И. Гесс (1840) сформулировал закон (закон Гесса):
тепловой эффект процесса зависит только от вида и состояния исходных веществ и конечных продук-
тов, но не зависит от пути перехода.
Из закона Гесса вытекает следствие:
тепловой эффект химической реакции при р = const равен разности сумм энтальпий образования продук-
тов реакции и сумм энтальпий образования исходных веществ с учетом стехиометрических коэффициентов
∆Н° = ∑∆Н°
кон
– ∑∆Н°
исх
.
Для реакции вида: аА + bB = cC + dD
∆Н°
х.р
= с∆Н°
С
+ d∆Н°
D
– (a∆Н°
A
+ b∆Н°
B
).
Изменение энтальпии в процессе образования данного вещества в стандартном состоянии из термодина-
мически устойчивых форм простых веществ, также находящихся в стандартных состояниях, называется стан-
дартной энтальпией образования вещества (∆Н°). Стандартные условия: t = 25 °С (298 К), Р = 101 325 Па (1
атм).
Энтропия (S)
Для любой термодинамической системы имеется некоторый общий критерий, который характеризует воз-
можность самопроизвольного протекания процесса. Для изолированных систем таким критерием является эн-
тропия (S). Термин введен Р. Клаузиусом.
Термодинамическая функция, которая характеризует меру упорядоченности системы или меру беспоряд-
ка, называется энтропией (S). Второй закон термодинамики определяет, какие из процессов в рассматриваемой
системе при заданных условиях протекают самопроизвольно:
1 Теплота не может переходить сама собой от менее нагретого тела к более нагретому (Р. Клаузиус,
У. Томсон лорд Кельвин, 1850).
2 Невозможен процесс, единственным результатом которого было бы превращение теплоты в работу.
Вечный двигатель второго рода невозможен (У. Томсон, М. Планк).
Изменение энтропии вычисляется:
∆S° = ∑S°
кон
– ∑S°
исх
.
∆S°
х.р
= сS°
С
+ dS°
D
– (aS°
A
+ bS°
B
).
Третий закон термодинамики (М. Планк, 1912) говорит о том, что энтропия в земных условиях не может
быть равной нулю:
любое вещество имеет определенную положительную энтропию, но при абсолютном нуле энтропия мо-
жет стать равной нулю, и она равна нулю для чистых, правильно образованных кристаллических веществ.
Энергия Гиббса (G)
В закрытых и открытых системах в ходе процесса изменяется и энтальпия и энтропия, поэтому использу-
ют другие характерно изменяющиеся функции, одна из них – это G – энергия Гиббса (изобарно-
изотермический потенциал). Изменение энергии Гиббса (∆G) является мерой химического сродства. Она пока-
зывает возможность или невозможность протекания химической реакции или процесса: а) ∆G < 0 – процесс
протекает самопроизвольно; б) ∆G = 0 – в системе наступило равновесие; в) ∆G > 0 – процесс самопроизвольно
происходить не может. Энергия Гиббса вычисляется по уравнениям
∆G° = ∑∆G°
кон
– ∑∆G°
исх
;
∆G°
х.р
= с∆G°
С
+ d∆G°
D
– (a∆G°
A
+ b∆G°
B
).
Энтальпия, энтропия и энергия Гиббса связаны между собой соотношением
∆G° = ∆Н° – T∆S
о
.
Используя это соотношение можно определить температуру, при которой в системе наступило равновесие
(∆G = 0)
T = ∆Н/∆S.
Химическая кинетика
Наука о скоростях и механизмах химических реакций, законах, которым подчиняется развитие химиче-
ской реакции во времени, называется химической кинетикой.
Совокупность стадий, из которых складывается химическая реакция, называется ее механизмом.
Механизмы химических реакций могут быть:
1) химическая реакция, протекающая в одну стадию, называется простой;
2) химическая реакция, протекающая через несколько промежуточных стадий, называется сложной.

Страницы