Хімічний потенціал

Термодинаміка хімічної рівноваги

Часткові похідні від інших термодинамічних потенціалів (при відповідних сталих) дорівнюють хімічному потенціалу компонента:

Таким чином, хімічний потенціал даної речовини рівний частинній похідній від будь-якого термодинамічного потенціалу даної фази до числа молів даної речовини при умові, що інші термодинамічні параметри і число молів решти речовин залишаються сталими.

Хімічний потенціал компонента залежить від температури, природи компонента та його вмісту в системі.

Для 1 моль ідеального газу за Т = const маємо:

Інтегруючи це рівняння, отримуємо:

G = RT ln p + const.

За стандартних умов const = G°, де G° – стандартна енергія Гіббса. Отже:

G = G⁰ + RT ln p.

Для компонента суміші ідеальних газів:

µ_і=µ⁰_і+ RT lnр_i,

де µ⁰_і – стандартний хімічний потенціал, а р_i – парціальний тиск компонента і.

Для ідеальних розчинів:

µ_і=µ⁰_і+ RT lnс_i,

де с_i – концентрація компонента в розчині.

Для реальних розчинів концентрацію замінюють активністю:

µ_і=µ⁰_і+ RT lnа_i.

Поняття про активність було введено Льюїсом. Активність – це величина, підстановка якої замість концентрації у термодинамічні рівняння робить їх справедливими для реальних систем.

Активність дорівнює добутку концентрації на коефіцієнт активності:

a_i = c_i ∙ y_i або a_i = c_i ∙ γ_i,

де у_i і γ_i – відповідно молярний і моляльний коефіцієнти активності.

Хімічний потенціал є функцією, що визначає напрямок і межі довільного переходу даного компонента з однієї фази в іншу при відповідних перетвореннях (шляхом випаровування, розчинення, кристалізації і взаємодії).

Загальною умовою можливого перебігу довільного процесу є нерівність

,

а стану рівноваги відповідає рівність

,

де µ – хімічний потенціал; dn – зміна кількості молів речовини.

Дата добавления: 2015-05-23