Опр направления хим р-ции по термодинамич ф-циям состояния. Энергия Гиббса, расчет

Определение направления химической реакции по термодинамическим функциям состояния.

Направление реальной реакции является итогом конкуренции двух противоположных факторов энтропийного Δ S и энергетического Δ Н. Преобладание благоприятного фактора (Δ S>0 и Δ Н<0)и определяет возможность самопроизвольного протекания процесса

Энергия Гиббса — термодинамическая функция состояния системы. Обобщённый критерий, учитывающий энтальпийный и энтропийный фактор при p=const и V=const, характеризует направление и предел самопроизвольного протекания реакции.

Уравнение Гиббса: DG = DH – TDS. DG ⁰_{реакции,} = Δ Н ⁰_{реакции, 298} -Т Δ S _{реакции, 298} . где ‘-‘ противодействие факторов

DH-полная энергия; TDS - связь энергии, не могут быть превращены в другие типы энергии.

DG_{реакции} = åDG_прод – åDG_исх.

DG-Энергия Гиббса – это часть энергетического эффекта химической реакции, которую можно превратить в работу.

DG характеризует направление и предел самопроизвольного протекания реакции в условиях p и V = const:

1) DG < 0: самопроизвольно 1 ® 2.

а) оба фактора благоприятны

DH<0,DS>0(DG<0) 1-2,при любой t

б)благоприятный энергический фактор (DH<0)

если(DH)>½ TDS½, то DG<0 1-2

если р-цию определяет энергетический фактор, то наиболее вероятна она при более низких t

в) благоприятно-вероятный фактор (энтропийный)

DS>0 (DH>0 неблагоприятный)

½ TDS½>|DH½, тогда DG<0 1-2

Если р-цию определяет энтропийный фактор, то наиболее вероятно она идет при высоких t.

2) DG > 0: самопроизвольно 2 ® 1.

3) DG = 0: равновесие: 1 D 2. DH = TDS. ß Оценка температуры разложения вещества производится на основании равновесия(ΔG=ΔH-TΔS)

На практике граничное условие: 40 КДж/моль. При DG > 40, то ® невозможна ни при каких условиях.

Так же энергию Гиббса можно рассчитать как сумму образования продуктов реакции за вычетом энергии Гиббса образования исходных веществ с учётом стехиометрических коэффициентов.

Расчет Энергии Гиббса

1 способ (прредпочтителен при стандартной температуре) ν_АА+ ν_ВВ= ν_СС+ ν_DD

DG ⁰ _р-ции, ₂₉₈ = ∑ν_i DG⁰_обрi -∑ν_j DG⁰_обрj (продукты- исходные вещества)

DG⁰_{обр прост. в-в} =0 DG⁰_обр (Н⁺_р-р)=0 устойчиво при стандартных условиях.

DG_обр в-ва-изменение энергии Гиббса в реакции образования 1 моля в-ва из простых в-в взятых при стандартных условиях в наиболее устойчивой форме.

2 способ (приближенный метод расчета, при любой Т)

DG⁰_р-ции, = Δ Н⁰_{р-ции, 298} -ТΔS _{р-ции, 298}

Им можно пользоваться, если агрегатные состояния всех компонентов реакции не изменяются в заданном интервале Т При этом Δ Н _р-ции =const Δ S _р-ции=const

Дата добавления: 2013-12-12