Физическая химия. Килимник А.Б. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Уравнение изохоры Вант-Гоффа показывает влияние температуры на константу равновесия хими-
ческой реакции при постоянном объеме.
1.10. ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ
Число молей компонентов термодинамической системы в ходе химического или физического про-
цесса может изменяться. В гомогенной химической реакции число молей реагентов уменьшается, а чис-
ло молей продуктов реакции увеличивается. В физическом процессе, например при испарении вещест-
ва, наблюдается переход молекул из одной фазы в другую. При этом изменяется их число в жидкой и
газообразной фазах. Это обстоятельство требуется учитывать в термодинамическом описании физико-
химических реакций.
Рассмотрим изобарно-изотермный процесс (идеальный газ). Значение свободной энергии Гиббса
будет определяться давлением, температурой и числом молей (n
i
) участников процесса:
G = f (
p, T, n
1
, n
2
, … n
i
).
Полный дифференциал этой функции через частные производные можно представить в следующем
виде:
dG = (∂G
/
∂T)
p, ni
dT
+
(∂G
/
∂p)
T, ni
dp
+
(∂G
/
∂n
1
)
p, T, nj
dn
1
+
(∂G
/
∂n
2
)
p, T, nj
dn
2
…,
где n
i
– число молей всех компонентов; n
j
– число молей всех компонентов, кроме того, изменение ко-
торого рассматривается.
Третий и последующие члены этого уравнения отличаются друг от друга только рассматриваемым
компонентом, число молей которого изменяется в ходе процесса.
Частная производная свободной энергии Гиббса по числу молей i-го компонента при постоянных
давлении, температуре и числе молей остальных компонентов системы называется химическим потен-
циалом. Эта величина введена в химическую термодинамику Гиббсом. Обозначается химический по-
тенциал символом µ.
В общем случае выражение для химического потенциала i-го компонента имеет вид:
µ
i
= (∂G
/∂n
i
)
p,
T,
nj
dn
i
.
Химический потенциал чистого вещества равен его свободной энергии Гиббса:
µ
i
= G
i
.
При постоянных значениях температуры и давления полный дифференциал свободной энергии
Гиббса записывается следующим образом:
dG = µ
1
dn
1
+ µ
2
dn
2
+ … + µ
i
dn
i
.
Для равновесного состояния термодинамической системы (dG = 0) получим
µ
1
dn
1
+ µ
2
dn
2
+ … + µ
i
dn
i
= 0 или Σ(µ
i
dn
i
)
p,T
= 0.
Аналогичное выражение получается и при постоянных объеме и температуре
dF
v, T
=
∑
µ .)d(
,Tvii
n
При достижении равновесия полный дифференциал энергии Гельмгольца также равен нулю:
∑
0 = µ
Tvii
n
,
)d( .

Страницы