химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

нии»*.

* Н. Н. Бекетов, Исследования иад явлениями вытеснения одних металлов другими, 1865, стр. 83—84.

Аналогичное явление наблюдается и при других химических реакциях. Таким образом, химические реакции—обратимы: наряду с химическим взаимодействием между исходными веществами (прямая реакция) протекает химическое взаимодействие между продуктами реакции (обратная реакция), в результате которого снова образуются исходные вещества. По мере протекания процесса скорость прямой реакции (количество молекул продуктов реакции, образующихся в секунду) уменьшается, а скорость обратной реакции (количество молекул этих продуктов, прореагировавших в секунду) увеличивается. Когда обе скорости сравняются, наступает состояние химического равновесия—число молекул веществ, составляющих химическую систему, перестает меняться и остается постоянным во времени при неизменных внешних условиях. Таким образом, химическое равновесие является динамичным и подвижным—с изменением внешних условий равновесие сдвигается в одну или в другую сторону и возвращается к исходному состоянию, если внешние условия

достигают первоначальных значений. Бесконечно малое изменение внешних условий влечет за собой также бесконечно малое изменение состояния равновесия. Следовательно, химические реакции могут протекать как термодинамически равновесные процессы, т. е. к ним можно применять общие условия термодинамического равновесия.

Изменение изобарного потенциала G системы, в которой протекает химическая реакция, определяется уравнением (V, 7):

dG = — SdT + Vdp + + МЛ2 H

Однако в этом случае изменения масс компонентов dnlt dn2... не являются независимыми, а связаны стехиометрическими соотношениями. Если массы компонентов химической реакции

Vxax + V2a, +... = V;a; + V;a; + • •. (vni, i)

выражены в молях, то их изменения пропорциональны стехиометри-ческим коэффициентам уравнения химической реакции, взятым с соответствующим знаком (минус—для исчезающих веществ и плюс—для образующихся):

^h.^^- = ... = ^L^^$. = ...= dy (VIII, 2)

Здесь dnlt dn2 и т. д.—изменения масс Alt А2, .... исходных веществ, a dn[, dn's—изменения масс AJ, Аа, ... продуктов реакции, выраженной уравнением (VIII, 1). Отношение изменения массы dn{ к стехиометрическому коэффициенту vf одинаково для всех участников реакции и может быть записано в форме дифференциала некоторой величины у. Эта величина, так называемая химическая переменная*, показывает массу каждого компонента, вступившую к данному моменту в реакцию и измеренную в эквивалентных единицах, отвечающих уравнению реакции. Например, в реакции

4HCI + Ой = 2Н20 + 2С1,

единицами масс для компонентов будут (4НС1), (02), (2Н20), (2С12), т. е. учетверенная грамм-молекула НС1, удвоенная грамм-молекула Н20 и т. д. Изменения масс, измеренные в эквивалентных единицах, одинаковы в данной химической реакции для всех компонентов к любому данному моменту и равны у.

* Она называется также числом пробегов реакции или степенью пробей^ жения реакции.

Химическая переменная характеризует только одну определенную химическую реакцию. Если в системе протекают несколько реакций, то для каждой из них имеется своя химическая переменная (у1г уЛ% ...).

Подставив выражения для dni из уравнения (VIII, 2) в уравнение (V, 7), получим

dG = Vdp — SdT — ^t^i^x — vatJl2^Z — * * •' ? + v>#C + v>yz = Vdp-SdT + 2 (v,^,) dz (VIII, 3)

Изобарный потенциал системы G здесь является функцией трех переменных: р, Т и х- Частная производная этой функции по химической переменной у равна алгебраической сумме произведений v(.u,:

(SrL-*#.

При постоянных давлении и температуре уравнение (VIII, 3) яринимает вид:

(dG)Pt т = 2 to) dz (VIII, 5)

Для реакции, протекающей самопроизвольно при постоянных давлении и температуре, dG<0 (см. стр. 119) и, следовательно, 2(viii/)<0, так как по определению положительно.

Когда реакция находится в состоянии равновесия, функция да

) =2(^) = 0 (VIII, 6)

Это равенство выражает в общей форме условие химического равновесия.

Изменение изобарного потенциала в химической реакции при постоянных

давлении и температуре (dG)p т=ЩУ^^У. можно представить как произведение результирующей обобщенной силы реакции на прирост обобщенной

координаты—«пробега» данной реакции—d\. При равновесии результирующая обобщенная сила равна нулю, т. е. обобщенные силы прямой и обратной реакции равны между собой.

Исходя из уравнения (V, 5), можно изложенным выше путем найти выражения для функции F, аналогичные уравнениям (VIII, 4), (VIII, 5) и (VIII, 6):

(dF)v.T = ^ М dy, (VIII,5a)

(f-),r^W = » (VI". 6a)

§ 2. Закон действия масс

Связь между равновесными концентрациями или парциальными давлениями веществ, участвующих в химической реакции," выражается законом действия масс, количественная формулировка и кинетический вывод которого были даны (1867) Гульдбергом и Вааге.

Закон действия масс можно вывести из уравнения (VIII, 6), если

страница 99
< 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

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


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

 

 

Реклама
петли скрытые мебельные купить
веер на стену купить
Protherm Тигр 12KTZ
аренда автобуса на 60 человек в москве

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)