ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Максимальная работа реакции, химическое сродство и прочность химических соединений из "Основы физической химии Издание 2" Под химическим сродством понимают способность веществ вступать в химическое взаимодействие. При увеличении химического сродства между веществами возрастает полнота реакции. [c.206] В 60-е годы XIX в. Н. Н. Бекетов одним из первых высказал мысль, что за меру химического сродства долн на быть принята максимальная работа реакции. Это положение было подтверждено Г. Гельмгольцем в 1882 г. и Я. Вант-Гоффом в 1889 г. [c.207] Чем больше химическое сродство, тем энергичней протекает химическая реакция, тем значительнее убыль свободной энергии в процессе химической реакции. Поэтому максимальная работа химической реакции, равная убыли ее свободной энергии, является мерой химического сродства. [c.207] Принятие максимальной работы реакции за меру химического сродства обосновывается вторым законом термодинамики. Согласно этому закону, все самопроизвольные процессы приближают систему, в которой они осуществляются, к состоянию равновесия, сопровождающегося увеличением энтропии и уменьшением термодинамических потенциалов Р к I. [c.207] Зная химическое сродство одних веществ к другим, можно определить, какие реакции пойдут в первую очередь. Так, если в изучаемой системе находятся три вещества Л, В и С, причем химическое сродство вещества Л к В больше, чем к веществу С, в первую очередь химическая реакция произойдет между веществами Л и В. [c.207] Основными составляющими передельного чугуна являются углерод, кремний, марганец и железо. При продувке чугуна воздухом или кислородом в конвертере в первую очередь окисляется кремний, имеющий наибольшее сродство к кислороду, затем — марганец и углерод. [c.207] Относительную прочность окислов металлов, карбонатов и других соединений при различных температурах мон но определять как по изменению термодинамических потенциалов АР и АЕ, так и по величине упругости их диссоциации. Чем больше изменяются термодинамические потенциалы и чем меньше упругость диссоциации окисла, тем большим сродством к кислороду обладает рассматриваемый элемент и тем прочнее его окисел. [c.208] Если металл и окисел представляют собой конденсированные фазы (твердые или жидкие) и не находятся в растворе, то константа равновесия этой реакции выражается одним давлением кислорода, т. е. кр = ро,. [c.208] В реакции (VI.74) участвуют три вещества металл, кислород и окисел металла, а независимых компонентов— два. [c.208] Таким образом, при установившемся равновесии каждой заданной температуре соответствует вполне определенное давление кислорода, т. е. система имеет одну степень свободы. Это равновесное давление кислорода является величиной, характерной для каждого окисла, и называется упругостью диссоциации окисла. [c.208] В точке А p q Pq и система находится в равновесии. Упругость диссоциации окислов в большинстве случаев неизмеримо мала. В силу этого большая часть металлов в атмосфере воздуха окисляется. [c.209] В этом случае элемент растворим в металле, а окисел — в шлаке. [c.209] Из уравнения (VI.77) следует, что упругость диссоциации окисла зависит не только от природы окисла п температуры, но и от концентрации металла и окисла в растворах. [c.210] При увеличении концентрации элемента в металлическом расплаве упругость диссоциации его окисла уменьшается, а прочность увеличивается. Из этого следует, что при прочих равных условиях при окислительной плавке легче окисляется элемент, концентрация которого в растворе больше. При очень низкой концентрации металла упругость диссоциации окисла достигает больших величин, поэтому нельзя осуществить полное окисление растворенного металла. [c.210] при 420° С упругость диссоциации окисла ртути HgO равна 16,66 кн1м (125 мл1 рт. ст., или 0,17 атм), а при 440° С—28,53 кн м (214 мм рт. ст., или 0,28 аг.и). Из этого следует, что металлическую ртуть можно получить при нагревании окисла ртути на воздухе до температуры 430° С. Упругость диссоциации окиси серебра при 200° С составляет 177,3 /сн/.и (1,75 аглг), поэтому металлическое серебро получить из его окисла при нагревании легче, чем ртуть. [c.210] Металлы, кислородные соединения которых отличаются высокой упругостью диссоциации и трудно окисляются на воздухе (или совсем не окисляются), называются благородными (платина, золото и др.), в отличие от неблагородных металлов, окислы которых обладают малой упругостью диссоциации. [c.210] Определение упругости диссоциации как давления имеет смысл только при достаточно больших значениях этого термодинамического параметра. [c.212] Из Приведенного расчета следует, что при температуре 1000° К в равновесной системе СаСОз СаО + + СО2 число газовых молекул достаточно велико и понятие упругости диссоциации имеет физический смысл давления. [c.212] Следовательно, при 298° К в системе практически пет углекислого газа н величина его парциального давления [686,7 кн/у 2 (7-10 24 атм)] лишена реального содержания. Однако во всех случаях упругость диссоциации является полезной термодинамической характеристикой химических соединений и критерием их прочности. [c.214] Данные об изменении изобарного потенциала А2химических реакций образования окислов при 1600°С приведены в табл. 26. Из данных табл. 26 следует, что из 16 элементов наибольшее изменение свободной энергии (отнесенное к 1 кг кислорода) характерно для окисления кальция, а наименьшее — для окисления меди. [c.214] Вернуться к основной статье