Головна

Рівняння ізотерми хімічної реакції

  1. F52.2. Недостатність генітальної реакції
  2. IX. Психомоторики: РУХУ, довільно РЕАКЦІЇ, ДІЇ, ДІЯЛЬНІСТЬ
  3. А) Реакції, характерні для неврозу страху
  4. алергічні реакції
  5. Б) Реакції, характерні для неврозу нав'язливості
  6. В) Реакції, характерні для сексуальних неврозів
  7. Векторне і нормальне рівняння площині

Припустимо, в суміші ідеальних газів протікає хімічна реакція за рівнянням

Припустимо, що в момент приготування реакційної суміші в ній присутні всі реагують речовини. позначимо вихідні (Нерівноважні) відносні парціальні тиску реагентів в системі через  для того, щоб відрізняти їх від рівноважних відносних парціальних тисків тих же реагентів.

В черговий раз скористаємося рівнянням (IV, 11):

Розділивши обидві частини рівняння на  , Отримаємо:

 (V, 7)

Якщо суміш компонентів з нерівновагими парціальними тисками всіх учасників реакції  має настільки велику масу, що зміна кількості компонентів в результаті одного пробігу реакції практично не змінить їх парціальних тисків, то в рівнянні (V, 7) можна замінити величину  рівної їй величиною .

Поклавши Dl = 1 (реакція зробила один пробіг), з урахуванням (III, 52) отримаємо:

 (V, 8)

Рівняння (V, 8) перетворимо до виду

Так як  (Дивись (V, 4)), то

 (V, 9)

У цьому рівнянні (DG)T,P - Зміна енергії Гіббса системи при хімічному перетворенні такого числа молей реагуючих речовин, яке відповідає стехиометрическому рівняння реакції, т. Е. Одному пробігу реакції. Величина (DG)T,P називається зміною енергії Гіббса хімічної реакції. Рівняння (V, 9) вперше було виведено Вант-Гофф і називається рівнянням ізотерми реакції.

Нижче наводиться розгорнута форма рівняння (V, 9):

Наступна тотожна форма запису рівняння (V, 9) є найбільш поширеною:

 (V, 10)

Рівняння (V, 10) дозволяє обчислити зміну енергії Гіббса, а також передбачити напрямок протікання реакції при заданих умовах, якщо відомі відносні парціальні тиску реагуючих речовин в момент їх можна сплутати і стандартна константа рівноваги. Константа рівноваги K0може бути обчислена на підставі рівноважного складу реакційної суміші або за третім законом термодинаміки.

Отже, щоб відповісти на питання про можливість самовільного протікання хімічної реакції в закритій системі зліва направо або справа наліво, необхідно знати склад реакційної суміші в момент її приготування і стандартну константу рівноваги при даній температурі.

Якщо в момент змішування відносні парціальні тиску кожного реагенту рівні одиниці (всі речовини вступають в реакцію в своїх стандартних станах), то рівняння (V, 10) запишеться у вигляді:

 (V, 11)

величина  - Стандартне зміна енергії Гіббса хімічної реакції.

сенс величин и  можна усвідомити за допомогою такої схеми. На рис.18 зображена в загальній формі залежність величини DGвід lпрі изотермическом переході від вихідних речовин (їх сумарну енергію Гіббса позначимо G1) До продуктів реакції (G2). величина G2 може бути менше величини G1, Коли продукти реакції більш стійкі, ніж суміш вихідних речовин. Можливий і зворотний випадок.

l

Мал. 18. Залежність величини G від хімічної постійної ?

У початковому стані парціальні тиску продуктів реакції дорівнюють нулю, в кінцевому стані парціальні тиску вихідних речовин дорівнюють нулю. У рівноважної суміші за умови

0 ? <1 похідна  і дотична до кривої G = | (L) паралельна осі абсцис. величина DG = G2 - G1 и K0, Пов'язана зі значенням l, Що визначає стан рівноваги, взаємно і однозначно визначають один одного.

Чим більше величина G2 відрізняється від величини G1, Тим ближче положення рівноваги до однієї з меж діаграми. Чим більше зближуються величини G2 и G1, Тим ближче положення рівноваги до середини діаграми. Конкретний вид кривої залежить від стехіометричного типу реакції і різниці DG = G2 - G1, Т. Е., Від індивідуальних властивостей учасників реакції.

У кожній точці кривої G = | (l) Нахил дотичної визначає значення  в суміші даного складу. Стандартне зміна енергії Гіббса хімічної реакції одно .

Реальний хімічний процес завжди протікає так, що енергія Гіббса змінюється по кривій в напрямку до її мінімуму. При цьому в залежності від вихідного складу суміші це зміна йде по правій або лівій (по відношенню до екстремуму) частини кривої.




хімічний потенціал | ГЛАВА IV. ЗАСТОСУВАННЯ енергії Гіббса до вивчення фазових рівноваг | Фазові переходи. Рівняння Клапейрона-Клаузіуса. | Фазові переходи першого роду. Плавлення. випаровування | Фазові переходи другого роду | Залежність тиску насиченої пари від температури | Загальні умови рівноваги | Правило фаз Гіббса | Фазова діаграма води. | Фазова діаграма сірки. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати