Химическое равновесие и энергетика химических процессов

Химическое равновесие связано с энергетикой химических про­цессов. Так, одним из факторов, определяющих состояние равновесия является энергия. Равновесие направлено в сторону образования веществ с меньшей энергией. Другим фактором, определяющим состо­яние равновесия, является беспорядочность движения частиц систе­мы, обусловленная температурой. Равновесие направлено в сторону максимальной беспорядочности движения в системе, т.е. в сторону образования веществ с большей энтропией.

Таким образом, состояние равновесия определяется одновременно двумя факторами - минимальной энергией ()и максимальной беспорядочностью движения (). Учет обоих факторов осуществляется, как известно, в величине энергии Гиббса () которая при равновесии достигает минимального значения (). Химическое равновесие направлено в сторону образования веществ с меньшей энергией Гиббса.

По убыли энергии Гиббса () можно судить о величине константы равновесия и степени превращения исходных веществ в продукты реакции.

Так, соотношение между изменением энергии Гиббса в ходе хи­мической реакции и константой равновесия выражается формулой

где: –– стандартной изменение энергии Гиббса в ходе химической реакции;

–– универсальная газовая постоянная;

Т –– абсолютная температура;

–– константа равновесия.

Используя количественное соотношение между изменением энер­гии Гиббса и константой равновесия, можно, не прибегая к экспериментальному определению равновесных концентраций веществ, рассчитать константы равновесия многих реакций. Наоборот, по экспериментально найденному значению константы равновесия можно опреде­лить стандартное значение реакции.

Лекция: Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные процессы относятся к числу рас­пространенных химических реакций. Они являются важнейшими в приро­де. Дыхание, усвоение углекислого газа растениями с выделением кислорода, обмен веществ и ряд биологических процессов в основе своей окислительно-восстановительные реакции.

Сжигание топлива в топках паровых котлов и двигателях внутреннего сгорания, электролитическое осаждение металлов, процессы, про­исходящие в гальванических элементах и аккумуляторах, включают реак­ции окисления-восстановления.

Получение металлов, простых веществ, ценных химических продук­тов основано на окислительно-восстановительных реакциях. Произ­водство строительных материалов, пластических масс, медикаментов и т.д. невозможно без использования окислительно-восстановительных процессов.

Многообразные химические процессы можно разделить на две группы: в одних степень окисленияатомов остается постоянной – это обменные реакции, в других - окислительно-восстановительные реакции - она меняется. Следовательно, протекание окислительно-восстановительных реакций в отличие от обменныхсвязано с изменением степени окисления элементов вследствие смещения или полного перехода элект­ронов отодних атомов или ионов к другим. Так при взаимодействии

степень окисления серы увеличивается от 0 до +6, а степень окисле­ния марганца уменьшается от +7до +4.

Дата добавления: 2014-10-23