Химическая термодинамика в курсе общей химии. Гончаров Е.Г. - 20 стр.

UptoLike

Составители: 

- 20 -
Теперь несколько слов о влиянии температуры на направление про-
цесса. Общеизвестен принцип Ле-Шателье, по которому повышение тем-
пературы смещает равновесие в сторону эндотермической реакции, т.е.
экзотермический процесс синтеза аммиака 3Н
2
+N
2
ς 2NH
3
+Q (H<0) дает
больший его выход при низких температурах, а при повышении темпера-
туры равновесие будет смещаться в сторону исходных веществ. Но на-
правление процесса определяет также и энтропийный фактор (Т
S), и его
роль с повышением температуры растет. Например, реакция СН
4
(г) +
СО
2
(г) = 2СО(г) + 2Н
2
(г) (H>0) протекает с увеличением энтропии
(
S>0), т.к. объем газообразных продуктов больше, чем суммарный объем
исходных веществ. При низких температурах, когда роль энтропийного
фактора невелика, направление данного процесса определяет знак тепло-
вого эффекта (
H>0, эндотермическая реакция) в соответствии с которым
прямая реакция маловероятна (
G>0). Но с повышением температуры
(рис.13) роль энтропийного фактора растет и начиная с Т~1000
°С измене-
ние энергии Гиббса становится отрицательным (
G<0), что, как известно,
является критерием,
разрешающим реакцию в данном направлении.
Следовательно, повышение температуры ослабляет межатомные
связи, усиливает хаотическое движение и увеличивает вероятность проте-
кания эндотермических реакций. Поэтому при низких температурах
обычно определяющим направление процесса является энтальпийный
G
0
-50
50
500 1000 1500 2000 T
Рис. 13
                                 - 20 -

      Теперь несколько слов о влиянии температуры на направление про-
цесса. Общеизвестен принцип Ле-Шателье, по которому повышение тем-
пературы смещает равновесие в сторону эндотермической реакции, т.е.
экзотермический процесс синтеза аммиака 3Н2+N2 ς 2NH3+Q (∆H<0) дает
больший его выход при низких температурах, а при повышении темпера-
туры равновесие будет смещаться в сторону исходных веществ. Но на-
правление процесса определяет также и энтропийный фактор (Т∆S), и его
роль с повышением температуры растет. Например, реакция СН4(г) +
СО2(г) = 2СО(г) + 2Н2(г) (∆H>0) протекает с увеличением энтропии
(∆S>0), т.к. объем газообразных продуктов больше, чем суммарный объем
исходных веществ. При низких температурах, когда роль энтропийного
фактора невелика, направление данного процесса определяет знак тепло-
вого эффекта (∆H>0, эндотермическая реакция) в соответствии с которым
прямая реакция маловероятна (∆G>0). Но с повышением температуры
(рис.13) роль энтропийного фактора растет и начиная с Т~1000°С измене-
ние энергии Гиббса становится отрицательным (∆G<0), что, как известно,
является критерием, ″разрешающим″ реакцию в данном направлении.

           50
       ∆G0




          -50



                     500      1000        1500   2000     T

                             Рис. 13

     Следовательно, повышение температуры ослабляет межатомные
связи, усиливает хаотическое движение и увеличивает вероятность проте-
кания эндотермических реакций. Поэтому при низких температурах
обычно определяющим направление процесса является энтальпийный