Химическая термодинамика. Основные определения

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Химическая термодинамика - это область химии, изучающая химические реакции, фазовые переходы, а также превращения энергии в различных химических процессах. Основной задачей химической термодинамики является ответ на вопросы: Может ли в данных условиях (при данной температуре и давлении) самопроизвольно протекать химическая реакция в результате смешения различных веществ? Какое количество энергии необходимо для протекания реакции или, наоборот, какое количество энергии выделится в результате реакции? Каким образом управлять химической реакцией для получения необходимых продуктов?

При описании химических процессов с точки зрения химической термодинамики используется специальная терминология.

Термодинамической системой называют любой макроскопический материальный объект, выделенный из внешней среды с помощью реально существующей или воображаемой границы раздела, в котором возможен массо- и теплообмен между его составными частями. Химическая система, в которой возможно протекание реакций является частным случаем термодинамической. Термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом ни энергией называется изолированной. Система, которая обменивается с окружающей средой энергией и не обменивается веществом, называется закрытой. Если же между системой и окружающей средой возможен и тепло- и массообмен, то такая система называется открытой.

Для описания термодинамической системы вводятся независимые величины, получившие названия параметров состояния системы. К параметрам состояния относятся давление (p), объем (V), температура (T), число молей (n). Параметры состояния связаны между собой в уравнения состояния. Примером уравнения состояния является уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

pV = nRT

Функцией состояния называется такая переменная характеристика системы, которая не зависит от предыстории системы и изменение которой при переходе системы из одного состояния в другое не зависит от того, каким образом было произведено это изменение. Функциями состояния являются внутренняя энергия (U), энтальпия (H), энтропия (S), энергия Гиббса (G).

Процессы, протекающие при постоянном объеме (V =const) называются изохорными. Процессы, протекающие при постоянном давлении (p =const) называются изобарными. Процессы, протекающие при постоянной температуре (T =const) называются изотермическими.

Раздел химической термодинамики, занимающийся изучением тепловых эффектов химических реакций, называется термохимией.

Теоретическую основу химической термодинамики составляют три основных закона, получивших название трех начал термодинамики.

Дата добавления: 2014-01-07