Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 23 стр.

∆H х.р. = (−393,5) + 4 ⋅ 0 − ((−74,85) + 2 ⋅ (−241,8) = +165 кДж моль   т.е. самопроизвольно протекают процессы, для которых ∆S > 0 .
     Как видно, данная реакция является эндотермической.                Это касается лишь процессов, не сопровождающихся энергетиче-
     Практическое значение закона Гесса состоит в том, что он           скими изменениями.
позволяет вычислить тепловые эффекты таких реакций, для кото-                  В природе для самопроизвольно протекающих процессов
рых они непосредственно не могут быть измерены.                         известны две движущие силы: стремление перейти в состояние с
     Пример 2. Определить тепловой эффект химической реак-              наименьшей энергией, выделить тепло при таком переходе и
ции                                                                     стремление перейти в наиболее вероятное состояние, в состояние
                                                                        с большим беспорядком и максимум энтропии.
                           1
                        C + O 2 = CO .                                         В химических процессах в общем случае одновременно из-
                           2                                            меняются и энергия системы и ее энтропия, и процесс протекает
      Решение. Тепловой эффект данной химической реакции                в направлении, при котором общая суммарная, движущая сила
нельзя определить непосредственным измерением, так как одно-            реакции будет уменьшаться.
временно с этой реакцией всегда имеет место реакция образова-                  Если процесс проводится при постоянном давлении, то об-
ния CO 2 .                                                              щая движущая сила процесса называется изменением изобарнои-
     Для определения ∆H х. р. используем тепловые эффекты               зотермического потенциала и обозначается ∆G :
                                                                                                  ∆G = ∆H − T∆S .                  (3.10)
следующих реакций:
                                                                               Проведем анализ данного уравнения. Если в системе не
              1
         CO + O 2 = CO 2 , ∆H 1 = −284 кДж моль ;                       происходит ни энергетических изменений ( ∆H = 0 ), ни измене-
              2                                                         ний в степени беспорядка ( ∆S = 0 ), тогда ∆G = 0 , и система
          C + O 2 = CO 2 , ∆H 2 = −394 кДж моль .                       находится в состоянии равновесия.
     В соответствии с законом Гесса:                                           Если в процессе энтропия не изменяется ( ∆S = 0 ), то фак-
  ∆H х. р. = ∆H 2 − ∆H 1 = (−394) − (−284) = −110 кДж моль .            тором, определяющим направление реакции, будет изменение
     Данная реакция является экзотермической.                           энергии (энтальпии). Уменьшение энтальпии ∆H < 0 соответст-
                                                                        вует уменьшению изобарного потенциала ∆G < 0 , в этом случае
           3.1.4. Энергия Гиббса и направленность                       самопроизвольно протекает реакция с выделением тепла.
                     химических реакций                                        Если же энергия системы постоянна и изменения энтальпии
                                                                        в процессе не происходит ( ∆H = 0 ), то система самопроизволь-
      Система, которая переходит из одного состояния в другое           но может перейти только в состояние с большей энтропией
без изменения энергии, принимает то состояние, которое имеет            ∆S > 0 , но из-за знака минус перед членом T∆S изменение изо-
большую вероятность, больший беспорядок и большую энтро-                барного потенциала будет отрицательной величиной ∆G < 0 .
пию. Если начальное состояние характеризуется энтропией S1 , а                 Таким образом, знак ∆G определяет направление процес-
конечное − S 2 и если при переходе из начального в конечное со-         са. При ∆G < 0 процесс может протекать в прямом направле-
стояние беспорядок увеличивается, то                                    нии, при ∆G > 0 возможна только обратная реакция.
                        S 2 − S1 = ∆S > 0 ,                                    Для характеристики процессов, идущих при постоянном
                                                                        объеме, используются изохорно-изотермический потенциал

                                                                                                       43
                               42