Химическая термодинамика в курсе неорганической химии. Гончаров Е.Г - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

21
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. эк-
зотермический процесс синтеза аммиака 3Н
2
+N
2
↔ 2NH
3
+Q (ΔH<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 (ТΔS), и его
роль с повышением температуры растет. Например, реакция СН
4
(г) +
СО
2
(г)=2СО(г)+2Н
2
(г) (ΔH>0) протекает с увеличением энтропии (ΔS>0),
т.к. объем газообразных продуктов больше, чем суммарный объем исход-
ных веществ. При низких температурах, когда роль энтропийного фактора
невелика, направление данного процесса определяет знак теплового эф-
фекта (ΔH>0, эндотермическая реакция) в соответствии с которым прямая
реакция маловероятна (ΔG>0). Но с повышением температуры (
рис.13)
роль энтропийного фактора растет и, начиная с Т~1000°С изменение энер-
гии Гиббса становится отрицательным (ΔG<0), что, как известно, является
критерием, ″разрешающим″ реакцию в данном направлении.
Следовательно, повышение температуры ослабляет межатомные свя-
зи, усиливает хаотическое движение и увеличивает вероятность протека-
ния эндотермических реакций. Поэтому при низких температурах обычно
определяющим направление процесса является энтальпийный член (его
ΔG
0
-50
50
500 1000 1500 2000 T
Рис. 13. 
       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. эк-
зотермический процесс синтеза аммиака 3Н2+N2 ↔ 2NH3+Q (ΔH<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 (ТΔS), и его
роль с повышением температуры растет. Например, реакция СН4(г) +
СО2(г)=2СО(г)+2Н2(г) (ΔH>0) протекает с увеличением энтропии (ΔS>0),
т.к. объем газообразных продуктов больше, чем суммарный объем исход-
ных веществ. При низких температурах, когда роль энтропийного фактора
невелика, направление данного процесса определяет знак теплового эф-
фекта (ΔH>0, эндотермическая реакция) в соответствии с которым прямая
реакция маловероятна (ΔG>0). Но с повышением температуры (рис.13)
роль энтропийного фактора растет и, начиная с Т~1000°С изменение энер-
гии Гиббса становится отрицательным (ΔG<0), что, как известно, является
критерием, ″разрешающим″ реакцию в данном направлении.


            50
        ΔG0




           -50



                       500      1000      1500    2000        T

                               Рис. 13.

      Следовательно, повышение температуры ослабляет межатомные свя-
зи, усиливает хаотическое движение и увеличивает вероятность протека-
ния эндотермических реакций. Поэтому при низких температурах обычно
определяющим направление процесса является энтальпийный член (его
                                  21

Страницы