Реферат: Химическая термодинамика 3

Термохимические уравнения - химические уравнения, в которых указаны изменения энтальпии.

Следствием закона сохранения энергии является положение, экспериментально установленное в 1840году Г.И.Гессом (закон Гесса ) и лежащее в основе термохимических расчетов:

Тепловой эффект химической реакции зависит только начального и конечного состояний участвующих в реакции веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.

Из закона Гесса следует, что термохимические уравнения можно складывать, вычитать и умножать на численные множители.

∆Н_хр =∑∆Н_обр -∑∆Н_{обр.исх.}

Тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ.

Направление, в котором самопроизвольно протекает химическая реакция, определяется совместным действием двух факторов:

1) Тенденцией к переходу системы в состояние с наименьшей внутренней энергией

2) Тенденцией к достижению наиболее вероятного состояния, т.е. состояния, которое может быть реализовано наибольшим числом равновероятных способов.

Энтропия – логарифмическое выражение вероятности существования веществ или их состояния:

S=R×lnW

Где R – газовая постояння

W – вероятность состояния

Энтропия имеет размерность энергии, деленной на температуру; обычно ее относят к 1 молю вещества и выражают в Дж/ (моль К).

Энтропия возрастает при переходе вещества из кристаллического состояния в жидкое и из жидкого в газообразное, при растворении кристаллов, при расширении газов, при химических взаимодействиях, приводящих к увеличению числа частиц в газообразном состоянии.

Для энтропии справедливо утверждение ∆Н: изменение энтропии системы в результате химической реакции (∆S) равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ.

∆S_xp =∑S^o _{обр.прод.} -∑S^o _исх

Для изобарно-изотермических процессов изменение энергии Гиббса равно: ∆G=∆H-T∆S

Изменение энергии Гиббса ∆G в результате химической реакции равно сумме энергий Гиббса образований продуктов реакции за вычетом суммы энергий Гиббса образований исходных веществ.

При постоянстве температуры и давления химические реакции могут самопроизвольно протекать только в таком направлении, при котором энергия Гиббса системы уменьшается (∆G<0)

Энергия Гиббса является функцией состояния, поэтому изменение ее зависит от природы и физического состояния исходных веществ и продуктов реакции, но не зависит от промежуточных стадий реакции:

∆G^o =∑∆G^o _{обр.прод.} -∑∆G^o _{исх.прод.}

Если ∆Н<0 и ∆S>0, то направленность протекания реакции возможна при любых температурах.

Если ∆H>0 и ∆S<0, то направленность протекания реакции не возможна при любых температурах.

Если ∆H<0 и ∆S<0,то направленность протекания реакции возможна при низких температурах.

Если ∆H>0 и ∆S>0, то направленность протекания реакции возможна при высоких температурах.

Значения ∆Н,∆S и ∆G реакции зависит не только от природы реагирующих веществ, но и от агрегатного состояния и концентраций.

Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием при 298К: CaO, FeO, Cr₂ O₃ , PbO?

Задача 2

Скорость химической реакции измеряется количеством вещества, вступающего в реакцию или образующегося в результате реакции в единицу времени в единице объема системы или на единице площади поверхности раздела фаз.