Студопедия — ТЕРМОДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ТЕРМОДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ






 

Критерием возможности самопроизвольного протекания реакции в данных условиях является изменение энергии Гиббса (Δ G): Δ G = Δ H – TΔ S, где Δ H и Δ S – изменения энтальпии и энтропии в ходе химической реакции, T – абсолютная температура, Δ H – энтальпийный фактор, TΔ S – энтропийный фактор.

Если Δ G < 0, то прямая реакция может протекать самопроизвольно. Если Δ G = 0, то Δ H = TΔ S, т.е. энтропийный и энтальпийный факторы уравновешивают друг друга и система находится в состоянии истинного химического равновесия. Если Δ G > 0, то самопроизвольно может протекать обратная реакция.

Для проведения термодинамических расчетов используют справочные данные (таблицы термодинамических величин), в которых приводятся чаще всего стандартные энтальпии образования, энергии Гиббса образования и энтропии различных веществ: Δ Н0298, Δ G0298, DS0298.

Стандартная энтальпия образования и энергия Гиббса образования простых веществ принимаются равными нулю. Если элемент образует несколько простых веществ, то стандартным считается состояние элемента в виде наиболее устойчивой в данных условиях модификации (кислород, ромбическая сера, графит, кристаллический йод, жидкий бром и др.). Энтропии простых веществ не равны нулю.

Для расчета Δ Н0, Δ G0, DS0 химических реакций применяют закон Гесса или его следствия. Расчетные данные относятся к мольным соотношениям веществ, которые указаны стехиометрическими коэффициентами химического уравнения.

Если нужно рассчитать энергию Гиббса для температуры, отличной от стандартной, то используют уравнение

Δ G0т = Δ Н0т – TDS0т, (1)

где Δ Н0 и DS0величины, зависящие от температуры. Например,

Δ G0298 = Δ Н0298 – TDS0298, (2)

Δ G01000 = Δ Н01000 – TDS01000, (3)

Для ориентировочных расчетов можно принять, что Δ Н0 и DS0 мало зависят от температуры (что часто имеет место в действительности), т.е. Δ Н0т ≈ Δ Н0298, DS0т ≈ DS0298. Тогда уравнение примет вид:

Δ G0298 ≈ Δ Н0298 – TDS0298 (4)

Для ориентировочных приближенных расчетов.

Например, Δ G01000 ≈ Δ Н0298 – 1000DS0298, для состояния истинного химического равновесия Δ G0т = 0, тогда Δ Н0298 ≈ TDS0298, отсюда:

– (5)

ориентировочная температура установления истинного химического равновесия.

Эту температуру иногда называют температурой начала реакции. Вблизи этой температуры энергия Гиббса изменяет знак, т.е. изменяется направление процесса.

Энергия Гиббса связана с константой химического равновесия следующим соотношением:

Δ G0т = – RT ln Kт (6)

где R – универсальная газовая постоянная, 8, 31·10-3 кДж/моль·К. Так как ln k = 2, 3·lgK, то

. (7)

Обратите внимание, что для расчета константы при температуре Т используется Δ Gт при этой же температуре. Например,

, (8)

. (9)

В состоянии истинного химического равновесия Δ Gт = 0, Kт = 1.

Пример. Провести термодинамический расчет реакции:

СО2(г) + С(графит) ↔ 2 СО(г).

Исходные данные из приложения удобно оформить в виде следующей таблицы.

 







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 879. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Влияние первой русской революции 1905-1907 гг. на Казахстан. Революция в России (1905-1907 гг.), дала первый толчок политическому пробуждению трудящихся Казахстана, развитию национально-освободительного рабочего движения против гнета. В Казахстане, находившемся далеко от политических центров Российской империи...

Виды сухожильных швов После выделения культи сухожилия и эвакуации гематомы приступают к восстановлению целостности сухожилия...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия