Методические указания к лабораторной работе "Определение тепловых эффектов химических реакций" и СРС по теме "Химико-термодинамические расчеты". Сергеева Ц.Б. - 4 стр.

      Справедливо уравнение: G = H – TS. При постоянных      «ноль» (ΔHо, ΔSо и ΔGо). В случае ΔSо и ΔGо фиксируют не
Р и Т:                                                       только стандартные температуру и давление, но и
       ΔG = ΔH − TΔS ,                                 (2)   концентрацию каждого вещества, равную 1 моль/л.
где ΔH - энтальпийный фактор процесса, а ΔS –                     Из уравнения (3) следует, что, если ΔG = 0, то
энтропийный фактор процесса. Функция состояния S,                                        ΔH
                                                             ΔH = ТΔS, отсюда: ΔS =            . Например, для расчета
называемая энтропией, пропорциональна термодинамичес-                                     T
кой вероятности системы w:S=klnw, где k – коэффициент        изменения энтропии при фазовом переходе (равновесный
пропорциональности, равный R/NА (R – универсальная           процесс, происходящий при р и Т = const), используется
газовая постоянная, NА – число Авогадро). Энтропия           формула:
является мерой неупорядоченности или беспорядка в                           ΔH ф.п.
системе. Чем больше степень беспорядка, тем больше                ΔS ф.п. =                                       (5)
                                                                             Tф.п.
энтропия.
      Очевидно, что повышение температуры увеличивает             Из уравнения (2) видно, что влияние температуры на
энтропию, а понижение – уменьшает. Для одного и того же      направление реакций определяется знаками ΔH и ΔS.
вещества в разных агрегатных состояниях газообразное         Общие выводы следующие:
состояние характеризуется большей энтропией, чем жидкое,          1) ΔH < 0, ΔS > 0: реакция протекает в прямом
а жидкое – большей, чем твердое. При понижении               направлении при любых температурах;
температуры до абсолютного нуля энтропия будет                    2) ΔH > 0, ΔS < 0: реакция не протекает в прямом
уменьшаться до минимального значения, равного нулю. Это      направлении при любых температурах, в случае обратимых
обстоятельство позволяет рассчитывать абсолютные             реакций протекает в обратном направлении;
энтропии веществ при разных температурах, в том числе и           3) ΔH < 0, ΔS < 0: направление реакции зависит от
при стандартной температуре 298 оС. Размерность энтропии     температуры: при низких – в прямом; при высоких – в
– дж/моль.К. В противоположность энтропии абсолютные         обратном;
значения других функций состояния, в том числе Н и G,             4) ΔH > 0, ΔS > 0: направление реакции зависит от
определить невозможно, а можно определить только ΔH и        температуры: при низких – в обратном; при высоких – в
ΔG. Все функции состояния объединяет свойство                прямом.
аддитивности, что позволяет их суммировать и вычитать,            Таким образом, при низких температурах более
т.е. ΔS, ΔG находятся аналогично ΔH, т.е.:                   вероятны экзотермические        реакции, при высоких –
       ΔG р −ции = ∑ (mΔGобр. )прод. −∑ (nΔGобр. )исх. (3)   эндотермические. Очевидно, что понятие низких и высоких
                                                             температур относительны и зависят от соотношения
     ΔS р −ции = ∑ (mS )прод. −∑ (nS )исх.          (4)      абсолютных значений ΔH и ТΔS.
     Для       сравнения       значений       изменения           Далее приводятся примеры химико-термодинами-
термодинамических функций их обычно рассчитывают при         ческих расчетов. В таблице 1 приложения приведены
стандартных условиях, что обозначается верхним индексом      значения S о298 , а также ΔH о298    и ΔG о298 образования


                                7                                                             8