Любая система стремится к уменьшению свободной энергии и устойчивому состоянию, которому соответствует состояние с наименьшим значением свободной энергии

Любая система стремится перейти в состояние равновесия, которое является наиболее устойчивым состоянием системы.

Формулировка 2-го закона термодинамики.

Изобарно – изотермический потенциал химической реакции зависит не только от абсолютного количества вещества, но и от концентрации веществ, участвующих в реакции. Эта зависимость выражается в уравнении изотермы Вант – Гоффа.

аА + bВ = сС + dD

, - изменение свободной энергии Гиббса при постоянном давлении и температуре.

[C], [D], [А], [В] – концентрации веществ, участвующих в реакции.

R – универсальная газовая постоянная.

Т – абсолютная температура.

К_равн. – константа равновесия.

Изменяя концентрации веществ в исходном состоянии, можно изменить и DG реакции, т. е. добиться таким путём желаемого направления и глубины процесса.

Стандартное состояние: [C] = [D] = [А] = [В] = , температура = 298°К, давление = 101,325кПа.

Стандартная изотерма Вант – Гоффа.

Пример термодинамического расчёта химической реакции:

Возможно ли при стандартных условиях самопроизвольное протекание процесса?

DG° = DH° - TDS°

Вещества
CaCO3(к)	-1207	88,7
CaO(к)	-635	39,7
СО2(г)	-393,5	213,7

По 2-ому следствию закона Гесса:

= + 178,5 (кДж).

DH > 0.

= 164,7.

DS > 0.

DG° = DH° - TDS° = 178,5 – 298×164,7×10^-3 = 129,6 (кДж).

DG > 0.

Выводы:

1. DH>0, процесс эндотермический, энтальпийный фактор против самопроизвольности процесса.

2. DS>0, система стремится к беспорядку, энтропийный фактор за самопроизвольность процесса.

3. DG>0, при стандартных условиях невозможно самопроизвольное протекание процесса.

Вопрос: при каких условиях возможно протекание процесса?

Вычислим температуру равновесного состояния:

DG = 0 Þ DН - T_равнDS = 0 Þ DН = Т_равнDS,

, при Т > 1084⁰K, DG<0, следовательно, данный процесс может протекать при температурах выше 1084⁰К

Дата добавления: 2014-01-06