химический каталог




Курс общей химии

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

роизвольно идти только при условии TAS>AH. Таким взаимодействиям способствует повышение температуры, так как при этом увеличивается значение энтропийного фактора процесса TAS.

Итак, любая реакция при постоянных температуре и давлении протекает самопроизвольно в направлении убыли энергии Гиббса.

PJ=const

AG<0 -&G=0

Пределом этой убыли является минимальное значение G, отвечающее состоянию равновесия системы. Со-q стояние равновесия наиболее устой-8 чиво, и всякое отклонение от него gmin требует затраты энергии (не может быть самопроизвольным). На рис. IV.4 представлена зависимость энер-в гии Гиббса G системы A=tB от со-Рис. IV.4. Изменение энергии става реакционной смеси. Точке А Гиббса в системе А * в отвечает состав 100% вещества А,

а точке В — 100% вещества В. Процесс А—*В идет самопроизвольно до тех пор, пока величина энергии Гиббса системы падает от GA до G™. Процесс В-*А идет самопроизвольно до тех пор, пока величина G падает от GB до Gmln. Точка С на оси абсцисс, отвечающая минимальному значению энергии Гиббса Gmin, определяет равновесный состав смеси при заданных условиях (/?, Т). Состояние равновесия характеризуется равенством

ДСр.г=о. (IV.28)

В уравнении (IV.28) нельзя подменять величину энергии.Гиббса реакции AGP, т, протекающей при некоторых р и Т легко вычисляемой по справочным данным, величиной стандартной энергии Гиббса реакции AGW Равенство AGe = 0 не является условием равновесия процесса, протекающего в реальных условиях.

Константа равновесия. Точка С на рис. IV.4, отвечающая условию (IV.28), определяет равновесный состав реакционной смеси в системе A+=tB при некоторых постоянных значениях давления и температуры. Концентрации газообразных или растворенных веществ А и В в равновесной реакционной смеси называются равновесными концентрациями, а их соотношение Се/'С А выражается константой равновесия:

КС=СВ/СА. (IV.29)

Если реагенты А и В газообразны, то можно говорить об их равновесных парциальных давлениях* и об их соотношении

КР = Р*/рь. (IV.29a)

Если химическое взаимодействие между газами протекает так, что число молей газообразных веществ до и после реакции одинаково (например, N2-r-024=t2NO), то константа равновесия Кс (IV.29) равна константе равновесия КР (IV.29a): Кс = КР. Связь между Кс и КР устанавливается с помощью уравнения p=CRTy если реагенты ведут себя как идеальные газы.

* Парциальное давление — давление компонента газовой смеси, которое ои имел бы при предоставлении ему объема занимаемого всей смесью газов.

Константа равновесия реакции дает представление о выходе продуктов реакции при заданной температуре. Так, например, если константа равновесия Кс процесса A+=tB при температуре Т равна единице: Кс=Св/Са= 1, то равновесный состав реакционной смеси характеризуется равенством концентраций Сд и Св, т. е. процесс А-В при температуре Т идет самопроизвольно до тех пор, пока концентрация в смеси вещества В не станет равной концентрации А.

Константа равновесия Кр связана со стандартной энергией Гиббса реакции простым соотношением

AG°r= -RT\nKp, (IV.30)

где R — молярная газовая постоянная [8,31 Дж/(моль-К) ]; Т — термодинамическая температура, К; КР—константа равновесия гомогенной реакции, протекающей в газовой фазе при температуре 7\ см. (IV.29a).

Для процессов, протекающих при стандартной температуре, справедливо соотношение

AGg98=-5,7IgKp.298, (IV.31)

в котором ДСгэв выражается в кДж/моль.

Аналогично для реакций, протекающих в водных растворах (V — const, Т = const), константа равновесия Кс связана со стандартной энергией Гельмгольца реакции соотношением*

д/ув=-ЯЛп/Сс, (IV.32)

где Кс—константа равновесия гомогенной реакции, протекающей в растворе при температуре Т, см. (IV.29).

Для процессов, протекающих при стандартной температуре, справедливо соотношение

AFg98=-5,7lgKc,298, (IV.33)

в котором AFws выражается в кДж/моль,

Из соотношения (IV.30) следует, что большим отрицательным значениям AG° химической реакции отвечают высокие величины КР. Это в свою очередь указывает на присутствие в равновесной смеси избытка продуктов реакции по сравнению с исходными веществами.

Для реакции Н2(г) + 7202(г) = Н20(г) AG§9e—— 228,76 кДж/моль. Если взять смесь газов Н2, Ог и Н20, в которой каждый компонент находится в стандартном состоянии при 298 К, то процесс образования Н20(г) будет идти самопроизвольно до тех пор, пока в системе не наступит равновесие. Константа равновесия этой реакции Кр = Ph?o/{phJ>o") может быть вычислена по уравнению (IV.31):

* В разбавленных растворах изменение энергии Гиббса в реакции практически равно изменению энергии Гельмгольца и поэтому можно использовать уравнение: ДС° = — RT \п КсlgA;p, 298=228,76/5,7 = 40,13, откуда Кр,ш = 104(Ш = 1,35-1040.

Полученное значение Кр характеризует равновесный состав смеси газов {соотношение парциальных давлений компонентов при равновесии):

/>Hso= 1,35-104Wo?

Прн 298 К и стандартных исходных состояниях реагентов равновесное парциальное давление водян

страница 51
< 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
http://taxiru.ru/shashki-dlya-taxi-all/shashki-dlya-taksi-2/
петли armadillo самара
купить формы silikomart
привод воздушной заслонки as0-r03.f цена

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
(20.07.2017)