химический каталог




Общая и неорганическая химия

Автор Н.С.Ахметов

Т и р, отражает изменение энергии Гиббса G*:

AG = АН - TAS.

Характер изменения энергии Гиббса позволяет судить о принципиальной возможности или невозможности осуществления процесса. Условием принципиальной возможности процесса является неравенство

ДО < 0.

Иными словами, самопроизвольно протекают реакции, если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном. Увеличение энергии Гиббса

AG > 0

свидетельствует о невозможности самопроизвольного осуществления процесса в данных условиях. Если же

ДО = 0,

система находится в состоянии химического равновесия.

Энтальпийный и энтропийный факторы и направление процесса. В

соответствии с уравнением

ДО = ДЯ - TAS

самопроизвольному протеканию процесса способствуют уменьшение энтальпии и увеличение энтропии системы, т.е. когда ДЯ < 0 и Д5 > > 0.

При других сочетаниях характера изменений Я и S возможность процесса определяет либо энтальпийный, либо энтропийный фактор. Рассмотрим две следующие реакции:

СаО(к) + С02(г) = СаСОа(к) ДЯ°298 = -178,0 кДж, AS°29fj = -160,48 Дж/К.

АС208 = -1-40,2 кДж

СаС03(к) = СаО(к) + С02(г)

ДЯ°98 = 178,0 кДж, Д5;98 = 160,48 Дж/К, Д(?;500 = -62,7 кДж.

Первая реакция экзотермическая, протекает с уменьшением объема. Возможность этой реакции (AG < 0) определяется действием энтальпийного фактора, которое перекрывает противодействие энтропийного фактора (по абсолютному значению | ДЯ] > | TAS\).

Вторая реакция эндотермическая, протекает с увеличением объема. Возможность этой реакции (ДО < 0), наоборот, определяется энтропийным фактором. При высокой температуре энтропийный фактор перекрывает энтальпийный фактор (т.е. \АН\ < |ТД5|) и реакция протекает самопроизвольно.

Влияние температуры на направление реакции. Согласно уравнению

ДО = ДЯ — TAS

влияние температуры на Д G определяется знаком и величиной AS. На

193

1 Общая и неорганическая химия

рис. AG

JGf.

113 показана зависимость ряда реакций от температуры *. Для реакции

2С(графит) + 02(г) - 2СО(г), AS > О

SOU 1000 ISOO 2000 г, к Рис. 113. Зависимость AG°j ряда приятстВует протекани оксидов от температуры

протекающей с увеличением энтропии, повышение температуры приводит к увеличению отрицательного значения AG. Высокотемпературный режим благо-процесса. Для реакции

2Нё(ж) + 02(г) = 2HgO(K), AS < О

протекающей с уменьшением энтропии, с повышением температуры отрицательное значение AG уменьшается. Следовательно, в этом случае высокотемпературный режим препятствует протеканию процесса. При соответствующей температуре AG приобретает положительное значение, и тогда реакция должна протекать в обратном направлении. Как видно на рис. 113, изменение знака AG для этой реакции достигается при 500 К. Выше этой температуры реакция протекает в обратном направлении:

2HgO(n) = 2Нё(ж) + 02(г), AS > 0

Таким образом, при низкотемпературном режиме (до 500 К) ртуть окисляется кислородом, в то время как при высокотемпературном режиме (выше 500 К) оксид ртути распадается с выделением кислорода. Эти процессы можно использовать для получения кислорода в лаборатории.

Если же при протекании процесса энтропия системы не изменяется, то значение AG от температуры практически не зависит. Так, для реакции

С(графит) + 02(г) = С02(г), AS = 0

зависимость AG — f (Т) на рис. 113 выражается прямой, практически параллельной оси абсцисс.

Процессы, протекающие с уменьшением энтальпии (ДЯ < 0) и увеличением энтропии (AS > 0), практически необратимы. В этом случае AG всегда будет иметь отрицательное значение, какую бы температуру ни применяли.

К необратимым процессам относится, например, разложение хлората (V) калия:

2КС103(к) = 2КС1(к) + 202(г) АН°2М = -89,4 кДж, Д5°м = 494,3 Дж/К

Стандартная энергия Гиббса образования. Под стандартной энергией Гиббса образования AG°j понимают изменение энергии Гиббса при

реакции образования 1 моль вещества, находящегося в стандартном состоянии. Это определение подразумевает, что стандартная энергия Гиббса образования простого вещества, устойчивого в стандартных условиях, равна нулю.

Изменение энергии Гиббса, как и изменение энтальпии и энтропии системы, не зависит от пути процесса. Поэтому для реакции вида

аА + ЬВ + ... = <Ш + еЕ + ...

изменение стандартной энергии Гиббса AG° равно разности между суммой стандартных энергий Гиббса образования продуктов реакции и суммой стандартных энергий Гиббса образования исходных веществ:

ACT = (dAG°fD + еД<Г/|Е + ...) - ("AG-fA + bAG'fB + ...)

дс° = хдс},прод-?дс-|ИСХ.

Пользуясь значениями AG°j 298, приведенными в табл. 21, вычислим Д 0°2А8 реакции

'Если пренебречь влиянием Т на значения АН a AS, то приведенная зависимость AG — f (Т) является уравнением прямой, наклон которой определяется знаком AS. На рис. 113 при AS > 0 прямая идет вниз, при AS < < 0 — вверх. 194

NO(r) + 1/202(г) = 1М02(г)

^ = ^m2-(AG-Lm + 42ACTLO).

195

Т а б л и ц а 21. Стандартная энергия Гиббса некоторых веществ

Вещество кДж/моль Вещество Д<3/,298

кДж/моль

страница 55
< 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
расчет компенсации по восстановлению на работе
Табурет Kitai BF-20868
сколько стоит сделать ремонт авто после града
Универсальные складные столы со стальным подстольем, механизм флип-топ

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
(04.12.2016)