Химическая термодинамика в курсе общей химии. Гончаров Е.Г. - 24 стр.

                                  - 24 -

ждение, что максимальная работа системы (при обратимом процессе) рав-
на работе против внешних сил, за исключением внешнего давления (p∆V).
     Если работа совершается над системой, то ее свободная энергия не
уменьшается, а растет. Например, при пропускании электрического тока
через воду происходит ее диссоциация: Н2О (ж) → Н2(г) + 1/2О2(г) и сво-
бодная энергия системы увеличивается за счет работы электрического то-
ка (∆G0=+237,2 кДж). Эта же величина свободной энергии (но с обратным
знаком) высвобождается при взаимодействии водорода и кислорода в топ-
ливном элементе. Этот вывод имеет большое значение для совершения
несамопроизвольных (термодинамически маловероятных) процессов, для
которых ∆G>0.
     Например, восстановление меди из сульфидной руды: Cu2S(тв) →
2Cu(тв)+S(тв) сопровождается ростом свободной энергии (∆G0=86 кДж).
Поэтому, чтобы вызвать протекание этого термодинамически невыгодно-
го процесса, необходимо затратить работу над этой системой; при этом
энергию можно получить за счет какой-нибудь параллельной реакции,
идущей самопроизвольно и с выделением большого количества свободной
энергии, например: S(тв)+О2(г) → SO2(г) (∆G0=-300 кДж).
     Тогда, алгебраически суммируя обе эти реакции, получим
       Cu2S(тв) → 2Cu(тв)+S(тв) ∆G0=+86 кДж
       S(тв)+O2(г) → SO2(г)      ∆G0=-300 кДж

       Cu2S(тв)+О2(г) → 2Cu(тв)+SO2(г) ∆G0=-214 кДж
     Изменение свободной энергии суммарной реакции оказывается зна-
чительной отрицательной величиной, и, таким образом, первая реакция
осуществляется за счет энергии, выделяемой при самопроизвольном про-
текании второго процесса.
      Такое объединение реакций играет очень важную роль в биохими-
ческих системах, например, в процессах метаболизма продуктов питания∗.
В живом организме все химические процессы идут в сторону роста энтро-
пии и необходимо постоянное поступление энергии от внешних источни-
ков, за счет которой энтропия организма снижается до необходимого
уровня. Прекращение поступления энергии вместе с пищей приводит ор-

∗
 Метаболизмом называется расщепление богатых энергией веществ и извлече-
ние из них энергии.