Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Изменение энергии Гиббса как критерий возможности химической реакции

Читайте также:
  1. O. Критерий Байеса – Лапласа.
  2. V. ИЗМЕНЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЯЗЫКА
  3. XI. ОТПУСК ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ВНЕШНИМ ПОТРЕБИТЕЛЯМ
  4. Альтернативные возможности общества
  5. Альтернативные возможности производства масла и пушек
  6. Анализ возможности многостаночного обслуживания
  7. Биоритмы, их природа, возможности влияния на фармакологический эффект. Хронестезия и хронокинетика.
  8. Биохимические методы очистки. Сооружения биохимической очистки
  9. Бурение пород с применением лучевой энергии
  10. Ваши положительные поля будут притягивать только положительные энергии.
  11. Веления и Зовы -ключи к Потокам энергии Лучей ТВОРЦА
  12. Величина характеризует распределение энергии по спектру и называется энергетической спектральной плотностью.



Для данной температуры DG = DH - TDS

При DG < 0 реакция возможна;

при DG > 0 реакция невозможна;

при DG = 0 система находится в равновесии.

Возможность самопроизвольной реакции в изолированной системе определяется сочетанием знаков энергетического (энтальпийного) и энтропийного факторов:

Знак DH Знак DS Возможность самопроизвольной

реакции

+ – Нет

– + Да

– – Зависит от соотношения DH и TDS

+ + Зависит от соотношения DH и TDS

 

Имеются обширные табличные данные по стандартным значениям DG0 и S0 (для энтропии по третьему закону есть нулевой уровень отсчета и соответственно абсолютные значения), позволяющие вычислить DG0 реакции.

В случае, если температура отличается от 298 К и концентрации реагентов – от 1 М, для процесса в общем виде:

aA + bB ® xX + yY

DG = DG0 + RT ln(C(X)x C(Y)y )/(C(A)a C(B)b)

 

В положении равновесия DG = 0 и DG0 = -RTlnKр, где

Kр = (C(X)xравн. C(Y)y равн. )/(C(A)a равн. C(B)b равн. ) константа равновесия

 

Kр = exp(-DG0/RT)

Пользуясь приведенными формулами, можно определить температуру, начиная с которой эндотермическая реакция, при которой возрастает энтропия, становится легко осуществимой. Температура определяется из условия:

DG0 = DH0 - TDS0 = 0; T = DH0/DS0

 

Следует учесть, что для точных расчетов при температурах, заметно отличающихся от 298 К, необходимо использовать для всех термодинамических функций их зависимости от температуры. Например, для реакции:

2 CH4 = C2H4 + 2 H2

В первом приближении DH0 = 48,3 ккал/моль C2H4;

во втором приближении DHT = 46370 + 6,47T кал/моль [[19]]

 

КОММЕНТАРИЙ: “Проблема” слабых электролитов:

Диссоциация уксусной кислоты:

CH3COOH « CH3COO + H+

DG0 -377 кДж -369 0 [[20]]

Расчет по закону Гесса: (-369 + 0) - (-377) = + 8 кДж (!)

Но это получается, если все концентрации по 1 моль/л

Уточняем по концентрации ионов CH3COOдисс. = 1,8*10–5) :

 

DG = DG0 + RT ln(C(X)x C(Y)y )/(C(A)a C(B)b) = DG0 + RT ln(Кдисс.)

DG = -369 + 2,478 ln (10–5) = -369 + 2,478*(-11,5) = -369 + (-28) = -397

DG (реакции) = (-397 + 0) - (-377) = -20 кДж

 

КОММЕНТАРИЙ: Выражение для энергии Гиббса DG = DG0 + RTlnKр возникает следующим образом [[21]]:

Дифференциальное выражение первого и второго законов термодинамики:

dU = TdS – PdV; при подстановке G = U + PV – TS получим dG = + VdP – SdT ;

при постоянной температуре dG = VdP. Тогда для идеального газа

dG = (RT/P)dP и после интегрирования G2 = G1 + RTln(p2/p1) или G = G0 + RTln(p/p0).

Поскольку p0 = 1 атм, то отношение (p/p0) численно равно давлению в атмосферах. Его называют активностью. Активность – величина безразмерная. Для конденсированного состояния (жидкости и твердые тела) под активностью вещества понимают отношение его концентрации к концентрации в стандартном состоянии.



Тогда мольная энергия Гиббса: G = G0 + RTlna

Поскольку для реакции DGреак = S DGпрод - S DGисход , для процесса

aA + bB ® xX + yY

получим: DG = DG0 + RT ln(a(X)x a(Y)y )/(a(A)a a(B)b). Далее – см. таблицу:

 

 

Таблица 1





Дата добавления: 2014-12-16; Просмотров: 73; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.161.91.76
Генерация страницы за: 0.005 сек.