Физическая химия. Килимник А.Б. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Таким образом, для термодинамических систем с переменным числом молей веществ критерии са-
мопроизвольности и равновесия можно выразить через химические потенциалы реагентов и продуктов
реакции.
Если известна зависимость химического потенциала от температуры и давления, то можно выразить
равновесные свойства чистых газов и их смесей через параметры состояния.
Для чистого газа при постоянной температуре полный дифференциал свободной энергии Гиббса
равен:
dG = dµ = vdp.
Интегрирование последнего уравнения приводит к выражению:
µ = const + ∫vdp,
где v – объем одного моля чистого газа; const – константа интегрирования, зависящая от давления.
Учитывая уравнение Менделеева–Клапейрона для одного моля идеального газа pv = RT, запишем:
dµ = RT
p
–1
dp
.
При изменении давления от р
1
до р
2
получим:
∆µ = RT
ln (p
2
/p
1
).
При р
1
= 1 Атм и р
2
= р выражение для химического потенциала идеального газа примет вид:
µ = µ° + RT
ln p,
где µ° – стандартный химический потенциал идеального газа при р = 1 Атм.
В смеси идеальных газов химический потенциал некоторого газа (µ
i
) будет равен
µ
i
=
o
i
µ
+ RT
ln p
i
,
где
o
i
µ – стандартный химический потенциал i-го идеального газа; p
i
– парциальное давление i-го иде-
ального газа.
Если парциальное давление идеального газа изменяется от р
1
до р
2
, то изменение химического по-
тенциала можно представить в виде
∆µ
i
= RT
ln (p
i, 2
/p
i, 1
).
На практике мы имеем дело с реальными газами, поэтому необходимо учитывать зависимость их
объема от давления и температуры. Согласно Льюису, для этого необходимо в уравнении для вычисле-
ния химического потенциала идеального газа давление (парциальное давление) заменить переменной ве-
личиной, называемой летучестью или фугитивностью (f
).
Фугитивность – это величина, которую подставляют в выражение для химического потенциала
идеального газа, чтобы получить действительное значение его для реального газа.
Таким образом, для реального газа можно записать:
µ = µ
*
+ RT
ln f, ∆µ = RT
ln ( f
2
/ f
1
),
µ
i
= µ
*
i
+ RT
ln f
i
, ∆µ
i
= RT
ln ( f
i, 2
/ f
i, 1
),

Страницы