ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термодинамические закономерности из "Современная аналитическая химия" Большинство реакций, используемых в аналитической химии, сопровождается изменением теплосодержания системы. Химика чаще всего интересуют равновесные концентрации компонентов системы, а не изменение ее термических характеристик. Однако существует небольшое число аналитических методов, основанных на изменении теплосодержания системы при химических реакциях и фазовых превращениях. [c.58] Теоретические соотношения, связывающие изменение теплосодержания системы с параметрами, характеризующими химическое равновесие, составляют область знания, называемую термодинамикой. Поэтому рассмотрение некоторых термодинамических закономерностей может служить полезным введением в этот раздел современной аналитической химии. [c.58] Энтальпия (Я) (называемая иногда теплосодержанием) соединения в его равновесном состоянии при 298 °/С (25 °С) принимается равной теплоте образования при этой температуре. [c.58] Изменение физического состояния легко зафиксировать, так как в процессе такого изменения перенос теплоты от внешнего источника к образцу не вызывает заметного изменения температуры. [c.59] Энергия Гиббса (изоЗарно-изотермический потенциал) является мерой способности вещества вступать в химическую реакцию при данной температуре термодинамически устойчивое состояние — это состояние с минимальной энергией Гиббса. [c.59] При повышении температуры от О до Г вещество может претерпевать физические преврашения. Тогда энтропия при Т будет представлять собой сумму изменения энтропии, связанного с нагреванием исходного материала от О К дс температуры превращения, изменения энтропии, связанного с переходом вещества в другое физическое состояние, и изменения энтропии, происходящего при нагревании новой физической формы от температу]1Ы превращения до Т. [c.59] Нагревание вещества до некоторой температуры может вызывать также химические превращения его, например, разложение соединения, приводящее к выделению газообразных продуктов, окисление, или взаимодействие с компонентами окружающей атмосферы. При химических лревращениях теплота мсжет выделяться (экзотермические реакции) или поглощаться (эндотермические реакции). [c.59] Изменение энтальпии в ходе реакции (ЛЯ) зависит от физического состояния взаимодействующих веществ и продуктов реакции. Например, теплота горения графита отличается от теплоты горения алмаза. [c.60] Для того чтобы облегчить систематизацию термодинамических, данных, приняты некоторые стандартные состояния табличные термодинамические данные приведены относительно таких стандартных состояний. [c.60] Если взаимодействующие вещества и продукты реакции находятся в их стандартных состояниях, принято использовать символ АН с нулевым индексом AfP). Символы AG° и также относятся к стандартным состояниям. [c.60] За стандартное состояние принимают для твердого вещества — era определенное кристаллическое состояние при давлении 1 атм и заданной температуре для жидкости — чистую жидкость при давлении 1 атм и заданной температуре для газа — идеальный газ при давлении 1 атм-и заданной температуре. Если в литературных данных не приводится температура, это значит, что они относятся к температуре 25 °С. [c.60] Таким образом, используя термодинамические данные для 25 °С, можно получить приблизительно значение AG° для повышенной температуры. Полученное значение AG° можно затем использовать для оценки относительных концентраций веществ при равновесии. [c.60] Если реакция идет в растворе, то в общее изменение энтальпии могут вносить свой вклад несколько дополнительных процессов. Например, при растворении вещества в каком-либо растворителе теплота может выделяться или поглощаться. [c.60] Значение термического эффекта зависит кроме всего прочего от концентрации компонентов в конечном растворе. Наблюдаемое изменение энтальпии при растворении одного моля вещества называется интегральной теплотой растворения. [c.60] Если соединение в ра творе диссоциировано неполностью, то реакция с его участием сопрозождается поглощением дополнительного количества энергии. [c.61] Опубликовано нескол ко справочников, включающих очень большое число термодинамических данных [1—4]. Подставляя эти данные в одно или несколько уравнений, приведенных в этом разделе, можно рассчитывать изменение энтальпии и равновесные концентрации компонентов для очень брльшого чи ла реакций. [c.61] Таким образом, химики-аналитики имеют возможность оценить вероятность протекания люС ОЙ химической реакции, для которой известны соответствующие термсдинамические характеристики. Для этой цели не нужен строгий математический аппарат по-видимому, можно использовать приближенный подход по Аллену [5]. [c.61] Простые тер-модинамические расчеты могут быть полезны для предсказания влияния температуры на ход реакции, для оценки количества выделившейся или поглощенной в ходе процесса теплоты, для определения, относительных концентраций различных компонентов при равновесии. [c.61] Следует отметить, что термодинамические расчеты не учитывают скорость процесса и из них не следует, что интересующая нас реакция идет очень быстро. Более того, многие термодинамически возможные химические реакции вообще не удается провести в лабораторных условиях из-за их малой скоро ти. [c.61] Прежде чем рассмотреть аналитические методы, основанные на термических превращения с, приведем еще некоторые соотношения. [c.61] Вернуться к основной статье