Energia Helmholtz a reacției chimice este egală cu diferența dintre sumele energiilor Helmholtz ale produselor de reacție și energiile Helmholtz ale substanțelor inițiale, ținând cont de coeficienții stoichiometrici.
DFh.r. = SDF 0 Prod. - SDF 0 mesajele de ieșire. luând în considerare coeficienții stoichiometrici.
Pentru condițiile izobaric-izoterme, prima lege a termodinamicii poate fi scrisă sub forma: QP = DU + PDV; adică căldura în condiții isobaric-izotermice este egală cu schimbarea entalpiei QP = DU + pDV = DH (cu condiția ca nici o altă lucrare să nu se facă împotriva presiunii). Combinând inegalitatea D S ³ QP / T (expresia II a legii termodinamicii), obținem: DH - TDS £ 0. Dacă expresia DH - TDS este marcată de noua funcție de funcționare termodinamică a energiei Gibbs, DG:
în consecință, cea de-a doua lege a termodinamicii, aplicată proceselor izobaric-izoterme, poate fi scrisă ca DG £ 0. G este energia lui Gibbs, este la fel ca energia Helmholtz, doar un echilibru al acelorași două criterii pentru fluxul spontan de procese: eliberarea căldurii și creșterea entropiei. Și așa,
1. pentru condițiile izobaric-izoterme, DG este criteriul sumar al fluxului spontan de procese DG = DH-TDS (legea termodinamică combinată (I și II)).
2. Procesele în care DG-ul scade (DG<0) протекают самопроизвольно.
D G <0. химические процессы могут идти самопроизвольно;
DG = 0. Procesele chimice ocupă poziția limită (echilibru);
DG> 0. Procesele chimice nu pot trece de la sine.
DG 0 0 DG 0 0
3. DG DG Gibbs este o funcție a stării sistemului, prin urmare, schimbarea energiei Gibbs a reacțiilor chimice poate fi calculată din corolarul legii lui Hess. Energia Gibbs a reacțiilor chimice este egală cu diferența dintre suma energiilor Gibbs ale produselor de reacție și energiile Gibbs ale materiilor prime, ținând cont de coeficienții stoichiometrici.
DGх.р = SDG 0 Prod. - S DG 0 out .. c .. luând în considerare coeficienții stoichiometrici.
DG 0 arr. (X) este energia standard Gibbs a substanței X în condiții standard și într-o anumită stare agregată.
DG 0 σ. (X) - energia standard de ardere a substanței - este reacția de oxidare a DG la oxizii finali de 1 mol de X. Pentru substanțele și elementele simple DG 0 arr. (X) (precum și DH 0 0 (X)) sunt egale cu zero.
Problema: Fermentarea alcoolului are loc în funcție de ecuația de reacție:
DG 0 arr. kJ / mol-915 -174 -394
DG 0 х.р. = 2 (-174) + 2 (-394) - (-915) = -221 kJ / mol
DH 0. Acest proces este de -79 kJ / mol. În consecință, datorită contribuției entropice, capacitatea fermentației de a efectua o muncă utilă crește aproape de trei ori. Acest lucru este foarte important, deoarece astfel de procese servesc ca o sursă importantă de energie pentru multe așa-numite organisme anaerobe, precum și pentru animale și oameni cu încărcătură musculară intensă.
4. Funcția G se numește energie, deoarece determină operabilitatea procesului corespunzător. Anume, DG distruge numeric munca maximă utilă. care ar putea fi realizate în timpul procesului izobaric-izotermic.
1. Procese chimice omogene și heterogene.
2. Factorii care afectează rata reacțiilor chimice.
2.1 natura reactanților;
2.2 concentrație (presiune). Legea de acțiune a maselor.
2.3 temperatura. Regula lui Vant-Hoff. Ecuația lui Arrhenius.
3. Echilibrul chimic. Constanta de echilibru.
4. Compensarea echilibrului. Principiul Le Chatelier.
1. Frolov V.V. Chimie. Capitolele V, §51-56.
2. Luchinsky G.P. Curs de chimie. Cap. V, §8-12, Ch. VI, §13-18
3. Akhmetov N.S. Chimie generală și anorganică. Secțiunea V, par.3.4.
4. Chimie generală, ed. Sokolovskoy E.M. și alții.Chiar 6, §1-11.
Studiul termodinamicii chimice studiază posibilitatea, direcția și limitele fluxului spontan de procese chimice. Cu toate acestea, mecanismul și viteza proceselor din termodinamica chimică nu sunt luate în considerare. În același timp, ideea vitezei reacțiilor chimice și a factorilor care o afectează este extrem de importantă pentru gestionarea proceselor chimice. Domeniul chimiei, care studiază mecanismul reacțiilor chimice și viteza lor de curgere, se numește cinetică chimică.
Reacțiile chimice pot apărea la rate diferite. Unele dintre ele au loc instantaneu: 2H2 + O2 2H2 O. Alte apar în primele secunde, minute: CuSO4 + 2NaOH Na2 SO4 + Cu (OH) 2, FeCl3 + 3NaOH 3NaCI + Fe (OH) 3.
Reacțiile biologice pot dura ani, zeci de ani, iar transformarea lemnului în cărbune are loc de-a lungul secolelor, milenii. Când se studiază rata reacțiilor chimice, este necesar să se facă distincția între reacțiile omogene și eterogene.
Reacțiile omogene sunt reacții în care materiile prime și produsele sunt în aceleași stări agregate: gaze (g) sau lichide (g) sau solide (g) și nu au o interfață de separare.
Reacțiile heterogene sunt reacții în care materiile prime și produsele de reacție au o interfață între acestea și sunt în diferite stări agregate.
În kinetica chimică, se disting viteza instantanee (sau adevărată) și viteza medie.
Rata instantanee a reacției chimice este determinată de primul derivat al concentrației în timp.
mgh C - concentrația substanțelor care reacționează (mol / l);
timpul de reacție t, s.
Rata medie de reacție este egală cu modificarea concentrației (DC) a reactanților pe un anumit interval de timp (Dt):
Dimensiunea vitezei de reacție este mol / litru. a.
Rata unei reacții omogene este definită ca fiind cantitatea de substanță (n) care a reacționat sau s-a format ca rezultat al unei reacții chimice pe unitate de timp per unitate de volum:
; n este numărul de moli implicați în reacție;
- concentrație molară (mol / l).
Rata reacției eterogene este cantitatea de substanță reacționată sau formată ca rezultat al acesteia pe unitatea de timp pe unitatea de suprafață a fazei:
; este unitatea din suprafața fazei.
Factorii care afectează rata reacției chimice:
Articole similare
-
Ecuația izotermei unei reacții chimice, aplicarea ei este stadopedia
-
Proprietățile capilare ale unei picături lichide - stadopedie
Trimiteți-le prietenilor: