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)

Направление химических реакций




Движущие силы химической реакции обусловлены ее стремлением к уменьшению запаса энергии, т. е. к уменьшению энтальпии при р = const и ее стремлением к увеличению энтропии.

В ходе реакции участвующие частицы перегруппировываются таким образом, чтобы уменьшалась энергия системы; это проявляется в их сближении и взаимодействии. Вместе с тем реагирующие частицы обладают отчетливой тенденцией к беспорядочному расположению. Эти два фактора обусловливают химическую обратимость реакций, преобладающее направление реакции определяется значением и знаком величин DH и DS.

Критерием самопроизвольного протекания химических реакций является отрицательное значение энергии Гиббса: DG < 0.

Для экзотермических реакций (DH > 0) величина DG так же, как правило, меньше нуля, поскольку в уравнении DG0 = DH0 - TDS при DS > 0 вычитаемое будет всегда отрицательным, а при DS DS — положительным, но небольшим по значению вплоть до очень высоких температур, и, следовательно, не превышающим отрицательного значения DH.

Для эндотермических реакций (DH > 0), имеющих DS < 0, их протекание в заданном направлении невозможно ни при какой температуре, так как всегда DG > 0. Для реакций с DS > 0 их протекание возможно, но только при таких высоких температурах, когда вычитаемое (- ТDS) превысит положительное значение энтальпии реакции.

Таким образом, принципиальную возможность протекания химического процесса и его направление можно определить, рассчитав значение DG.

По значению стандартной энергии Гиббса реакции можно рассчитать значение константы равновесия К и сделать вывод о положении равновесия. Для этого используется стандартное выражение: DG= -RT ln K= -2,3RT lg K.

где R — универсальная газовая постоянная, равная 0,0083 кДж/(моль-К).

Для обратимых реакций можно найти такое значение температуры, при которой К = 1 и DG0 = 0. При этой температуре (Т«), протекание прямой и обратной реакции равновероятно, она называется температурой равновероятности протекания реакции.

Расчет значения Т« проводят по формуле: Т«= DH0/ DS0.

Температуру Т« можно рассчитать только для реакций е однотипными по знаку значениями DH0 и DS0.

Между энергией Гиббса реакции и константой равновесия существует соответствие:

DG > 0 – K<1; DG = 0 – K= 1; DG < 0 – K> 1.

Таким образом, преобладающее направление протекания обратимой реакции определяется знаком энергии Гиббса, практически важное прямое направление реакции, т. е. сдвиг равновесия в сторону образования продуктов преобладает при условии DG < 0 – K> 1.

Для кислотно-основных реакций, протекающих в водном растворе, величина DG0 определяется выражением: DG0= 2,3RT (pK1 – pK2).

Где pK1 = –lgK1 и pK2=–lgK2. Величина К1 называется константой кислотности реагента — кислоты, K2 — константой кислотности реагента — основания.

Для окислительно-восстановительных реакций, протекающих в водном растворе, величины DG0 рассчитывают по соотношению: DG0 = - zF (E0ox – E0red)

где z — число электронов, переданное от восстановителя к окислителю в реакции; E0ox — стандартный потенциал окислителя; E0red — стандартный потенциал восстановителя; F — постоянная Фарадея, равная 96485 Кл.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-17; Просмотров: 441; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


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



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.