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) |
Условия равновесия для химической реакции
Рассмотрим реакцию: N2 газ + 3 Н2 газ 2 NН3 газ протекающую при р, Т = const. Изменения количеств веществ в результате химической реакции связаны между собой. Пусть изменение числа молей N2 будет –0,2 моль; тогда изменение чисел молей (Dn) Н2 и NH3, будет, соответственно: –3×0,2-0,6 и 2×0,2=0,4моль. Таким образом видно, что Но отношения будут одинаковыми для всех участников реакции.
= = = = 0,2 При этом принято, что ni > 0 – для продуктов реакции, ni < 0 – для исходных веществ. Величина называется степенью полноты протекания реакции, химической переменной или числом пробегов реакции. Для любой химической реакции: , (1) где (ξ – химическая переменная). Можно показать, что если mi = сonst (т.е. если состав системы не меняется), то после интегрирования уравнения (1) получается (ni > 0 – для продуктов, ni < 0 – для исходных веществ). Для одного пробега реакции, т.е. в случае, когда ξ = 1 (когда прореагировали вещества в количествах, равных их стехиометрическим коэффициентам: Dni = ni), в условиях постоянного состава системы (в условиях бесконечно большого количества всех компонентов, когда химический потенциал mi = сonst) изменение энергии Гиббса равно: или Проанализируем последнее выражение. 1) Если DG < 0, то (2) В этом случае реакция может протекать самопроизвольно слева направо при постоянных температуре и давлении. 2) Пусть DG > 0, тогда (3) В этом случае реакция может протекать самопроизвольно справа налево при постоянных температуре и давлении. 3) Пусть DG = 0, тогда (4) Система находится в состоянии равновесия. Условия (2–4) – условия направленности и равновесия процессов для любой химической реакции. Стандартные условия протекания реакции.
В термодинамике под стандартными условиями понимают, что начальные активности всех компонентов a i равны единице, т.е. все a i = 1 (в случае идеальных газов это будет, когда все рi = 1 атм), причем начальные количества веществ будут настолько велики (бесконечно большие), что их изменение в результате протекания 1 пробега химической реакции не скажется на изменении состава исходной смеси, т.е. на протяжении реакции активности всех компонентов останутся постоянными и равными единице. Тогда mi = mi0 (поскольку mi = mi0 + RT ln a i). В результате получим: (5) (ni > 0 – для продуктов, ni < 0 – для исходных веществ). При равновесии будем иметь: , (6) DG0 – стандартное изменение энергии Гиббса в результате одного пробега химической реакции, протекающей при описанных выше стандартных условиях, (причем не тогда, когда робщ. = 1 атм, а когда рi всех участников реакции равны 1 атм и постоянны).
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 326; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |