Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 69 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

69
3. ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО МЕТОДА
ИССЛЕДОВАНИЯ
Итак, мы рассмотрели энергетические изменения, сопровождающие
химические превращения, основные закономерности, условия превращения
веществ, ввели новые термодинамические функции и проанализировали их.
Установили, что самопроизвольно происходят лишь взаимодействия, кото-
рые характеризуются уменьшением изобарно-изотермического потенциала
(
∆G<0); условию равновесия отвечает равенство нулю изменения изобарно-
изотермического потенциала (
∆G = 0), в котором отражается противоборство
двух тенденций в физико-химических системах: одна из них уменьшение
энергосодержания системы за счет взаимодействия частиц с образованием
упорядоченной структуры, другая – возрастание энтропии, увеличение бес-
порядка в системе; переход к независимому, самостоятельному существова-
нию частиц вещества, равномерному распределению тепловой энергии по
всему объему системы.
Термодинамический подход позволяет не вдаваться в подробное изуче-
ние химических связей в рассматриваемых соединениях, их природы, строе-
ния и т.д. Он (метод) исходит только из факта, что при взаимодействии та-
ких-то веществ с образованием определенных продуктов выделилось (погло-
тилось) столько-то энергии и в дальнейших рассуждениях опирается только
на этот факт. Зная энергетические характеристики отдельных веществ (опять-
таки, не спрашивая, почему они таковы), мы можем понять причину, почему
одни реакции протекают, другие – нет; одни вещества устойчивы, другие –
нет.
Это достоинство метода, когда требуется лишь только принципиальное
заключение о возможности того или иного процесса. Но термодинамический
метод, позволяя сделать принципиальный вывод о возможности процесса, не
говорит однозначно – будет ли в действительности протекать процесс с прак-
тически измеримой скоростью и как. Например, известная реакция взаимо-
действия водорода с кислородом:
Н
2газ
+ 0,5 О
2газ
= Н
2
О
ж
при стандартных условиях имеет значение изменения изобарно-
изотермического потенциала равное ∆G
0
298
= - 237,5
кДж/моль
(явно
∆G
0
298
<0).
Следовательно, реакция должна протекать. Но если смешать кислород и во-
дород, то даже по истечении длительного времени, мы не сможем обнару-
жить и следов воды в этой системе. Тем не менее, этот процесс протекает, но
с ничтожно малой скоростью, которая определяется какими-то другими фак-
торами, о которых термодинамический метод ничего не говорит. Тер-
модинамический метод, фиксируя начальное и конечное состояние системы,
совершенно игнорирует переходный процесс, временной фактор. Этот про-
бел устраняется в другом разделе химии – химической кинетике.

Страницы