химический каталог




Курс общей химии

Автор Э.И.Мингулина, Г. Н.Масленникова, Н.В.Коровин, Э.Л.Филиппов

вестны абсолютные значения энтропии веществ, в то время как абсолютные значения функции U и Н неизвестны).

Изменение энтропии (Д5) при химических реакциях опреде

ляется разностью S2~S\, в которой S2— сумма энтропии всех продуктов реакции, a Si — сумма энтропии всех исходных веществ.

Направление и предел протекания процессов в изолированных системах. Второй закон термодинамики. Изолированные системы не обмениваются с внешней средой ни теплотой, ни работой. На основании уравнения (IV. 12) можно утверждать, что при q = 0 и Л = 0 величина AU тоже равна нулю, т. е. внутренняя энергия изолированной системы постоянна (U = const); постоянен и ее объем (V= const)*. В изолированных системах самопроизвольно идут только те процессы, которые сопровождаются ростом энтропии системы: AS>0 (AS —S2 — Si); при этом пределом самопроизвольного течения процесса является достижение максимальной для данных условий энтропии Suav и тем самым равенства AS = 0.

Рассмотренное положение представляет одну из формулировок второго закона термодинамики (закон имеет статистический характер, т. е. применим лишь к системам, состоящим из очень большого числа частиц). Требование постоянства внутренней энергии и объема системы исключает использование энтропии как критерия направления и предела протекания химических реакций, при которых внутренняя энергия веществ неизбежно меняется, а также совершается работа расширения против внешнего давления.

Энтропийный и энтальпийный факторы химических реакций, протекающих в изобарно-изотермических условиях. Движущей силой процесса, протекающего в изобарно-изотермических условиях, может быть или стремление системы перейти в состояние с наименьшей энергией, т. е. выделить теплоту в окружающую среду, уменьшить энтальпию (Д#<сО)**, или стремление системы перейти в состояние с наибольшей термодинамической вероятностью, т. е. увеличить энтропию (AS>0). Если процесс протекает так, что ДЯ =0, то рост энтропии становится его единственной движущей силой. И наоборот, при условии AS = 0 единственной движущей силой процесса является убыль энтальпии. В связи с этим можно говорить об энтальпийном АН и энтропийном 7"AS факторах процесса. Наиболее устойчивое состояние системы соответствует равенству

lAHTAS. (IV.16)

Вывести систему из равновесного состояния можно только внешним воздействием (изменением температуры и т. п.).

Следует отметить, что энтропия как термодинамическая функция для обратимых

* Если А = pAV = 0, то и AV = 0, т.е. объем изолированной системы постоянен.

** В нзохорно-изотермических условиях AU<0.

d<7/r=dS (IV. 17)

и необратимых

6q/T(IV.17 А)

процессов была введена Клаузиусом в 1865 г.

Размерность энтропии совпадает с размерностью теплоемкости, однако отсюда не следует аналогия их физического смысла. Теплоемкость характеризует количество теплоты, необходимой для нагревания тела на I К, а энтропия — количество рассеянной энергии, отнесенной к 1 К.

§ IV.5. ЭНЕРГИЯ ГИББСА И ЭНЕРГИЯ ГЕЛЬМГОЛЬЦА ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ

Максимальная работа. Голландский физико-химик Вант-Гофф предложил новую теорлю химического сродства, которая, не объясняя природы химического сродства, ограничивается указанием способа его измерения, т. е. дает количественную оценку химическому сродству.

Вант-Гофф использует в качестве меры химического сродства максимальную работу А™ах или Л™ах для реакций, протекающих при V, Т— const или р, 7" = const соответственно*.

Максимальная работа равна энергии, которую нужно приложить к системе, чтобы остановить реакцию, т. е. преодолеть, силы химического сродства. Поскольку реакция протекает в направлении совершения положительной максимальной работы, знак Avax или Л™ах определяет направление самопроизвольного течения химического взаимодействия.

Максимальная работа при постоянном объеме равна

ЛГХ= — Д?/ -f T&S (IV. 18)

или

ЛГХ = -{U2- Ux) + T(S2-S,) = - [(U2 - TS2) _(?/,_ TS,)].

(IV. 18 A)

Разность (U — TS) называют энергией Гельмгольца системы и обозначают буквой F. Таким образом,

A7X=-AF. (IV. 19)

Максимальная работа при постоянном давлении равна

лртах= -ДЯ + ГД5 (IV.20)

или

л;ах = - (н2 - я,) + т (s2 - s,) = - [ (я2 - rs2) - (я, - ts , д

(IV.20a)

Разность (H—TS) называют энергией Гиббса системы и обозначают буквой G. Таким образом,

* Работа, которая может быть произведена системой, является наибольшей при обратимых процессах. Ее называют максимальной работой.

лртах=-ДО. (IV.21)

Энергия Гиббса химической реакции. Энергия Гиббса G — термодинамическая функция состояния системы (кДж/моль). Изменение энергии Гиббса в системе при протекании химической реакции AG называют энергией Гиббса химической реакции. Согласно уравнениям (IV.20) и (IV.21),

AG = AH-ms, (IV.22)

где AG, АН и AS — изменение соответствующих термодинамических функций в ходе реакции, протекающей при р = const и температуре Т.

Исходя из (IV.21), энергия Гиббса химической реакции характеризует направление и предел самопроизвольного протекания реакции в условиях постоянс

страница 49
< 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

Скачать книгу "Курс общей химии" (2.81Mb)


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

 

 

Реклама
экраны на выставки аренда
матрас askona classic fiesta
ручки для мебели кнопка латунь купить в москве
благотворительность фото детей

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
(18.10.2017)