химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

ш = 790,5 кДж/моль), чем ее

выделяется при гидратации ионов К* (ДЯ^ к» = —338,9 кДж/моль)

и ионов ОН" (ДЯ° = —510,5 кДж/моль). Напротив, растворение

v гидр ОН"

кристаллического нитрата калия — процесс эндотермический, так как 188

Г Л А В А 2. НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

§ 1. ЭНТРОПИЯ

Большинство процессов представляют собой два одновременно происходящих явления: передачу энергии и изменение в упорядоченности расположения частиц относительно друг друга. Частицам (молекулам, атомам, ионам) присуще стремление к беспорядочному движению, поэтому система стремится перейти из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Так, если, например, баллон с газом соединить с сосудом, то газ из баллона будет распределяться по всему объему сосуда. При этом система из более упорядоченного состояния (с меньшим беспорядком) переходит в состояние менее упорядоченное (с большим беспорядком). Количественной мерой беспорядка является энтропия S. При переходе системы из более упорядоченного в менее упорядоченное состояние энтропия возрастает (AS > 0).

Переход же системы из менее упорядоченного состояния в более упорядоченное связан с уменьшением энтропии, и самопроизвольное протекание подобного процесса менее вероятно. Так, ясно, что в рассматриваемом примере невероятно, чтобы газ сам собой собрался в баллоне. В случае перехода системы из менее упорядоченного состояния в более упорядоченное энтропия системы уменьшается (Д5* < 0).

Нетрудно показать, что энтропия возрастает при переходе жидкости в пар, при растворении кристаллического вещества и т.д. Во всех этих случаях наблюдается уменьшение порядка в относительном расположении частиц. Наоборот, в процессах конденсации и кристаллизации веществ энтропия уменьшается.

Вероятность различных состояний вещества (газ, кристаллическое, жидкое) можно описать как некоторое его свойство и количественно выразить значением энтропии S [в Дж/(К-моль)]. Энтропии веществ, как и их энтальпии образования, принято относить к определенным условиям: обычно к температуре 25°С (298,15 К) и давлению 101 325 Па. Энтропию при этих условиях обозначают 5°98 и называют стандартной энтропией. Значения стандартной энтропии для некоторых веществ приведены в табл. 20.

189

пара S°2Q6 = 188,72 Дж/(К*моль). У вещества в аморфном состоянии энтропия

больше, чем в кристаллическом (более упорядоченном) состоянии, например для стекловидного и кристаллического Si02 стандартные энтропии равны 46,9 и 42,7 Дж/(К-моль) соответственно. Стандартная энтропия графита [5,740 Дж/(К*моль)] больше, чем алмаза [2,368 ДжДК-моль)], отличающегося особо жесткой структурой. При данном агрегатном состоянии энтропия тем значительнее, чем больше атомов содержится в молекуле. Так, энтропия 03 (г) [238,8 ДжДК-моль)] больше, чем газообразных 02 [205,04 ДжДК-моль)] и О [160,9 ДжДК-моль)]. 190

Значениями энтропии веществ пользуются для установления изменения энтропии системы в результате соответствующих процессов. Так, для химической реакции

аА + *В + ... = <Ю + еЕ + ...

изменение энтропии системы будет

AS' = (ds; + eST. + ...) - (aS°A + bs°B + ...)

или

Об изменении энтропии в химической реакции можно судить по изменению объема системы в ходе реакции. Например, в реакции

I 1/2С(гРафит) + У2С02(г) = СО(г), Д5"298 = 87,8 Дж/К

I наблюдается увеличение объема (Д V > 0); следовательно, энтропия ; возрастает (Д5 > 0). В случае же реакции образования аммиака из , водорода и азота

! | 3/2Н2(г) + i/2N2(r) = H3N(r), AS°2M = - 103,1 Дж/К

наоборот, объем системы уменьшается (Д V < 0); следовательно, энтро-; пия уменьшается (AS < 0).

Если же реакция протекает между твердыми веществами, например

I ?

А1(к) + Sb(K) = АШЬ(к), Д5°298 = -5,01 Дж/К

то изменения объема системы и ее энтропии практически не происходит. То же относится и к процессам, в которых количество (моль) газообразных веществ не изменяется, например:

С(графит) + 02(г) = С02(к), Д5;98 = 2,9 Дж/К

Возрастание энтропии в системе назовем энтропийным фактором. Этот фактор проявляется тем сильнее, чем выше температура. Количественно энтропийный фактор можно оценить произведением TAS и выразить в единицах энергии (Дж).

191

Изменение энергии системы назовем энергетическим или энталъ-пийным фактором. Количественно эта тенденция системы выражается через тепловой эффект процесса, т.е. значением ДЯ.

§ 2. ЭНЕРГИЯ ГИББСА

Самопроизвольно, т.е. без затраты работы извне, система может переходить только из менее устойчивого состояния в более устойчивое. Из рассмотренного следует, что в химических процессах одновременно действуют две тенденции: стремление частиц объединиться за счет прочных связей в более сложные, что уменьшает энтальпию системы, и стремление частиц разъединиться, что увеличивает энтропию. Иными словами, проявляется действие двух прямо противоположных факторов — энтальпийного (ДЯ) и энтропийного (TAS). Суммарный эффект этих двух противоположных тенденций в процессах, протекающих при постоянных

страница 54
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия" (5.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Кликни, Выгодное предложение от KNS с промокодом "Галактика" - 7040-0179 - мегамаркет компьютерной техники.
светодидная нить каучуковым проводом
холодильная техника обучение по программе
московский тюз билеты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.03.2017)