Organismul ca sistem deschis termodinamic

Biosistemele aparțin tipului deschis de sisteme termodinamice. Pentru deschidere: # 8710; S = # 8710; Si + # 8710; Se. unde # 8710; Si - schimbarea entropiei cauzată de procesele ireversibile din sistem, Se - schimbarea entropiei cauzată de interacțiunea sistemelor cu corpurile externe.







Teorema lui Prigogine. în starea staționară, rata de generare a entropiei datorată proceselor ireversibile are o valoare minimă în condițiile date dSi / dt → min

Principiul Le Chatelier. dacă în sistem într-un echilibru stabil, influență din exterior prin schimbarea oricare dintre condițiile de echilibru (temperatură, presiune, concentrare, câmp vneshneeelektromagnitnoe), sistemul amplificat procese pentru a compensa efectele externe.

Efectul temperaturii depinde de semnalul efectului termic al reacției. Pe măsură ce temperatura este ridicată, echilibrul chimic se deplasează spre reacția endotermică, cu scăderea temperaturii, în direcția reacției exoterme. În general, deoarece temperatura variază, echilibrul chimic se îndreaptă spre proces, semnul schimbării entropiei în care coincide cu semnul schimbării temperaturii. Dependența constantei de echilibru asupra temperaturii în sistemele condensate este descrisă de ecuația lui Van't Hoff isobar:







în sistemele cu fază gazoasă - ecuația Van't Hoff isochore

Într-un interval mic de temperatură în sistemele condensate, relația dintre constanta de echilibru și temperatura este exprimată prin următoarea ecuație:

De exemplu, în reacția de sinteză a amoniacului

efectul termic în condiții standard este de +92 kJ / mol, reacția este exotermă, astfel încât creșterea temperaturii conduce la o schimbare a echilibrului față de materiile prime și la o scădere a randamentului produsului.

Presiunea afectează în mod semnificativ poziția de echilibru în reacțiile care implică substanțe gazoase, însoțite de o schimbare a volumului datorită unei modificări a cantității de substanță în trecerea de la materiile prime la produse:

Pe măsură ce crește presiunea, echilibrul se schimbă în direcția în care numărul total de moli de gaze scade și invers.

În reacția de sinteză a amoniacului, cantitatea de gaze este redusă la jumătate: N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Prin urmare, pe măsură ce crește presiunea, echilibrul se îndreaptă spre formarea NH3. după cum reiese din următoarele date pentru reacția de sinteză a amoniacului la 400 ° C:

Introducere în amestecul de reacție sau în timpul formării gazului de reacție inert are același efect ca și scăderea presiunii ca presiunea parțială scade reactanți. Trebuie menționat faptul că în acest caz un gaz inert este considerat un gaz care nu participă la reacție. În sistemele cu o scădere a numărului de moli de gaz, gaze inerte deplasează echilibrul spre materiile prime, cu toate acestea în procesele industriale, care pot fi formate sau acumula gaze inerte necesită gazovodov purjarea periodică.

Efectul concentrării asupra stării de echilibru este supus următoarelor reguli:

§ Când concentrația uneia dintre substanțele inițiale crește, echilibrul se schimbă în direcția formării produselor de reacție;

§ Când concentrația unuia dintre produsele de reacție crește, echilibrul se schimbă în direcția formării substanțelor inițiale.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: