Неорганическая химия. Часть 1. Теоретические основы химии. Николаева Р.Б. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

19
параметрами p,T,V и x), то ее изменение в ходе химической реакции (
0
298,r
S∆ ) находят
по аналогичной формуле:
∑∑
−=∆ .).р(S.)р.п(SS
0
298
0
298
0
298,r
Например, для реакции:
OH6N2O3NH4
2223
+=+ ,
)O(S3)NH(S4)OH(S6)N(S2S
2
0
2983
0
2982
0
2982
0
298
0
298,r
−−+=∆ .
Из графика (в виде соотнесенных отрезков), приведенного выше, видно, что
S
T
HG −= , следовательно, G – тоже функция состояния (при cons
t
p = ), поэтому
изменение свободной энергии в ходе реакции можно рассчитать по формуле (она на-
зывается формулой Гиббса):
S
T
HG ∆⋅−∆=∆ .
Для стандартных условий она запишется следующим образом:
0
298,r
0
298.r
0
298,r
STHG ∆⋅−∆=∆ . (2)
Причем, если
0G
0
298,r
<∆ (а это значит, что свободная энергия системы (G)
уменьшается в ходе осуществления данной реакции при ст.у.
1
), то процесс должен
идти
самопроизвольно. И, наоборот, при 0G
0
298,r
>∆ реакция запрещена при
стандартных условиях.
Формула (2) позволяет
оценить термодинамическую возможность осуществ-
ления процесса при любой (не только стандартной) температуре, используя
0
298,r
H∆
и
0
298,r
S∆ (поскольку значения
0
r
H∆ и
0
r
S∆ мало зависят от T). Для простоты будем за-
писывать их, соответственно, как
0
H
∆
и
0
S∆ , а изменение G при проведении реак-
ции в ст.у., кроме значения T (т.е. при
любой данной температуре), обозначим
0
G∆ и получим:
000
STHG ∆⋅−∆=∆ (2а)
(Подчеркнем, что в соответствии с формулой (2а) величина
0
G∆ постоянна при каж-
дой данной температуре для данной системы.)
Используя формулу (2а), проведем оценку знака
0
G∆
для четырех возможных
случаев химических процессов:
Случай 1. Если 0H
0
<∆ (экзопроцесс), а 0S
0
>∆ (рост энтропии в ходе реак-
ции), то
0G
0
<∆
(т.е. процесс должен протекать самопроизвольно) при любой
температуре (как, например, реакция:
)г(2)г(2)ж(72
O7Cl2OCl2
+
=
).
1
Очевидно, что стандартные значения активностей (а) (см. гл.2.2) всех реагирующих частиц (а
именно: a
i
=1 моль/л) могут соблюдаться лишь в первый момент процесса. Иногда вместо активно-
стей газообразных веществ берут парциальные давления (их стандартные значения равны
101325 Па или 1 атм. по каждому газу).

Страницы