химический каталог




Общая и неорганическая химия. Часть 3

Автор Ю.М.Коренев, В.П.Овчаренко

тер: какое количество исходных веществ вступает в реакцию, такое же образуется в результате обратной реакции. Достаточным доказательством существования химического равновесия является достижение его с обеих сторон, т.е. в результате протекания как прямого, так и обратного процессов. Химические равновесия чаще всего изучаются при постоянных давлении и температуре. Система стремится к минимуму свободной энергии, который наблюдается в состоянии равновесия.

Используя закон Гесса в применении к свободной энергии Гиббса, можно получить следующий критерий химического равновесия:

?5

Парциальное давление - такое давление, которое производил бы каждый из компонентов газовой смеси, если бы он был один и занимал тот же объем, что и смесь газов при той же температуре.

где И/, rij — стехиометрические коэффициенты для продуктов реакции и исходных веществ соответственно, a Gt и Gj — мольная свободная энергия г-го продукта реакции и у'-го исходного вещества.

Заменив мольное значение свободной энергии химическим потенциалом (правомерность этой операции следует из его физического смысла), получим:

Подставив вместо химического потенциала в [42] его значение из выражения [37], получим:

bG^n^+RTlnp^-^njItf. + RTlnpj),

где |uf, ix°j — стандартное значение химического потенциала компонента. Раскрыв скобки и перегруппировав члены, получим:

ArG = npf - Л nj\i°j) - щВТ In Pi - ? ПуЛГ In ).

Разность сумм стандартных химических потенциалов равна стандартному изменению свободной энергии. Вспомнив математические действия с логарифмами , преобразуем вторую разность этого уравнения. В результате получим следующее выражение:

ArGT= Ar Gj +RT\n

При достижении равновесия в системе изменение свободной энергии Гиббса химической реакции равно нулю, и уравнение [45] в этом случае принимает вид:

Изменение свободной энергии при постоянной температуре равно постоянной величине. Это возможно только в случае, если отношение произведения парциальных давлений продуктов реакции к произведению парциальных давлений исходных веществ в соответствующих степенях — также величина постоянная. Называется она константой равновесия:

р ? ? .и,Индекс — буква р в константе равновесия — означает, что константа равновесия записана через парциальные давления.

Если реакция протекает в гомогенной системе и без участия газов (в растворе), то константа равновесия записывается через концентрации реагирующих веществ:

И;

С

ш

где ct и Cj — концентрации /-го продукта реакции и у'-го исходного вещества, соответственно.

Рассмотрим несколько примеров записи констант равновесия для конкретных реакций.

1. Для реакции, протекающей в газовой фазе:

аАг + ЬВг = сСг + сЮг константа равновесия будет определяться следующим выражением:

с d

Ра Рв

2. Для гетерогенной реакции, в которой участвуют вещества в

разных агрегатных состояниях, например:

2Cu(N03)2,, = 2CuO,+4N02,, + 02,г константа равновесия должна быть записана так:

_ асиО 'PNo2 'Ро2

Р 2 '

аСи(ГОз)2

где аси(ыо3)2 И аСиО — активности соответствующих соединений,

которые равны единице, так как эти соединеня в данном случае не растворяются друг в друге, а образуют механическую смесь. В этом случае константа равновесия для реакции термического разложения нитрата меди примет следующий вид:

Кр = Рт2 ' Ро2

3. Для гомогенных реакций, протекающих без участия газообразных веществ, например:

аА + ЬВ = сС + сЮ, константа равновесия запишется:

[C]Mcf

Кс л h •

[Af ? [B]b

Условная запись [X] означает, что равновесная концентрация вещества X выражена в единицах моль/л. В общем случае константа равновесия Кс должна быть выражена через активности (см.[39]) реагирующих веществ. Для идеальных растворов коэффициенты активности равны единице, и активности будут равны молярным концентрациям.

Уравнения [47] и [48] представляют собой одну из форм выражения закона действующих масс.

Подставив уравнения [47] и [48] в [46], получим:

ArGj =-RTfoKp

и

ArGr =-RTfaKc

В связи с тем, что константа равновесия стоит под знаком логарифма, встает вопрос о ее размерности. В выражениях для Кр и Кс , приведенных выше, размерности их определяется соотношением сумм (а + Ь) и (c + d). В случае равенства этих сумм константы не имеют размерности. Но это частный случай. В общем случае суммы не равны между собой и, следовательно, константы имеют размерность, а их численные значения будут изменяться с изменением выбора единиц измерения давления и концентрации.

Логарифмировать величины, имеющие размерность, нельзя. Логарифмируемая величина должна быть безразмерной. Для получения безразмерных констант их вычисляют не в абсолютных единицах, а в относительных, относя абсолютные значения к одной атмосфере и одному молю на литр (т.е. используют объемную и мольную доли). В этом случае величина константы равновесия не будет зависеть от выбора единиц измерения. Поэтому авторы придерживаются точки зрения, что константа равновесия является величиной безразмерной. Но на этот вопрос су

страница 8
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Скачать книгу "Общая и неорганическая химия. Часть 3" (164Kb)


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

 

 

Реклама
временное хранение вещей в москве свао
Установка и замена автостекол на Subaru
Кликни, закажи выгодно в KNS по промокоду "Галактика" - NUC5I5RYK - онлайн кредит "не выходя из дома" по всему РФ!
тумба гладильная доска купить

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)