Направление химических реакций. Энергия Гиббса.

Изменение энтальпии в процессе хим реакции не служит аспектом ее направления. Самопроизвольно могут протекать как экзотермические, так и эндотермические реакции, хотя при обыденных критериях последние ни наименее многочисленны.

Хим процессы характеризуются своим потенциалом, который является движущей силой хим процессов, протекающих при р, Т = const. Его принято именовать изобарно–изотермическим Направление химических реакций. Энергия Гиббса. потенциалом, либо просто изобарным потенциалом. Его обозначают буковкой G в честь южноамериканского ученого Гиббса, который ввел в термодинамику эту функцию. В его же честь данную величину принято также именовать энергией Гиббса DG [кДж/моль].

DG = DН – ТDS

Энергия Гиббса – функция состояния системы, является аспектом самопроизвольного протекания хим реакции.

Если DG < 0 – процесс термодинамически вероятен Направление химических реакций. Энергия Гиббса. (самопроизвольная реакция);

DG > 0 – процесс термодинамически неосуществим;

DG = 0 – система находится в состоянии хим равновесия.

Чем более негативно значение DG , тем далее система от состояния равновесия, тем паче она реакционноспособна.

Зависимо от температуры воздействие энтальпийного фактора DН и энтальпийного ТDS фактора на направление протекания процесса и символ DG показано в таблице Направление химических реакций. Энергия Гиббса.:

Таблица.

Тип реакции Символ Принципная возможность и условия протекания реакции
DS DG
+ Ровная реакция может быть самопроизвольной при всех температурах.
– Т1<Тр + Т2>Тр Самопроизвольно может идти реакция при низких температурах и оборотная реакция при больших температурах.
+ + + Т1<Тр – Т2>Тр Самопроизвольно может протекать реакция при больших температурах и оборотная реакция – при Направление химических реакций. Энергия Гиббса. низких температурах.
+ + Ровная реакция не может идти самопроизвольно при всех температурах.

Примечание. Величиной DG < 0 оценивается только принципная возможность самопроизвольного протекания, а величиной DG > 0 – невозможность самопроизвольного протекания хим реакций. Реальное протекание самопроизвольных реакций обосновано также их кинетикой и катализом.

Стандартный изобарный потенциал образования соединений при 298 К (DG ) определяется по уравнению:

DG = DН – ТDS ,

либо аналогично выражению для Направление химических реакций. Энергия Гиббса. DН (потому что изобарно-изотермический потенциал – функция состояния):

DGреак = – ,

где DG –изобарный потенциал образования соединения.

DGо298 (реак) = – .

Для обычных веществ в стандартном состоянии – DG = 0

При состоянии равновесия DGреак = 0, DН = ТDS и температура начала сбалансированной реакции равна

Вычисления при помощи энергии Гиббса.

Пример. Вычислить изменение энергии Гиббса последующего процесса при 30,0 оС (298 К Направление химических реакций. Энергия Гиббса.)

NH3(г) + HCl(г) = NH4Сl(к).

Вещество NH3(г) HCl(г) NH4Сl(к)
DfН°кДж/моль – 46,19 – 92,3 – 315,39
S°f Дж/моль×К 192,50 186,7 94,56

DН° = DН°(NH4Сl(к)) – DН°(NH3(г)) – DН°(HCl(г)) = – 315,39 – (–46,19 – 92,3) = – 176,9 кДж.

Изменение энтропии:

DS° = S°(NH4Сl(к)) – S°(NH3(г)) – S°(HCl Направление химических реакций. Энергия Гиббса.(г)) = 94,56 – 192,50 – 186,70 = – 284,64 Дж/моль×К.

Используем уравнение Гиббса: DrG° = DrН° – ТDrS°

DG° = – 176,9 + 284,64×10–3×303 = – 90,55 кДж. DG°< 0, данная реакция термодинамически вероятна.


napisanie-formul-i-uravnenij.html
napisanie-i-oformlenie-teksta.html
napisanie-kursovogo-proekta.html