ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическое равновесие из "Общая химия Изд2" Как видно, энтальпия химической реакции включает в себя две части. Первая часть (первый член этого уравнения) АО, равна максимальной работе, tVp , которую может совершить система при равновесном проведении процесса в изобарно-изотермических условиях. [c.136] Эта функция названа в честь американского ученого Дж. У. Гиббса. [c.136] Поскольку энергию Гиббса можно превратить в работу, то ее такженазывают свободной энергией. [c.137] Второй член правой части уравнения (5.13) (энтропийный фаетор) представляет собой часть энергетического эффекта, которую невозможно превратить в работу. [c.137] Эта часть эффекта рассеивается в окружающую среду в виде теплоты. Поэтому энтропийный фактор TAS называют связанной энергией. [c.137] Энергия Гиббса служит критерием самопроизвольного протекания химической реакции при изобарно-изотермических процессах. Химическая реакция принципиально возможна, если энергия Гиббса уменьшается, т.е. [c.137] Уравнение (5.15) является условием возможности самопроизвольного течения реакции в прямом направлении. [c.137] Химическая реакция не может протекать самопроизвольно, если энергия Гиббса системы возрастает, т.е. [c.137] Знак минус означает, что система может совершать работу над окружающей средой при уменьшении энергии Г иббса в результате реакции. [c.137] С(графит) + /гОг = СО Эта реакция экзотермическая (АЯ = - 110,5 кДж/моль), в результате ее протекания возрастает число молей газообразных веществ [А5 = = 89,38 Дж/(моль К)], т.е. при любых температурах АО 0. [c.138] Наоборот, эндотермическая реакция (АЯ 0), в результате которой уменьшается число молей газообразных веществ (Д5 0), не может протекать самопроизвольно в прямом направлении при любой температуре, так как всегда АС 0. [c.138] Д 298 = СаСО,, 298 СаО,298 , 298 = -160,6Дж/(мОЛЬ К). [c.138] Если принять, что М мало изменяется с повышением температуры, то по уравнению (5.18) можно определить Гр, выше которой изменяется знак энергии Гиббса. В данном случае для приведенной выше реакции при стандартных состояниях веществ Гр = 178,1 х х10 160,6= 1109 К. [c.139] Как видно, при температуре 298 К и стандартном состоянии реагентов реакция в прямом направлении самопроизвольно идти не может. Так как АУ О, то с увеличением температуры возрастает энтропийный фактор ТА8. При Тр = АН / А5 установится равновесие, а АС О при Г Гр= АЯ/Д5. [c.139] Следовательно, при Г 962 К и стандартном состоянии реагентов, реакция взаимодействия водяного пара и метана с образованием СО2 и Н2 может протекать самопроизвольно. Рассмотренные четьфе типа процессов сведены в табл. 5.4. [c.139] критерием самопроизвольного течения реакции является энергия Гиббса этой реакции, которая суммирует энтальпийный и энтропийный факторы. Энергия Гиббса реакции может быть обратимо превращена в работу. Условием самопроизвольного течения реакции является снижение энергии Гиббса системы АО 0. [c.139] Энергия Гиббса зависит от характера реакции (значений АЯ и Д5), а для многих реакций и от температуры. Зная величины АЯ и АЗ, можно рассчитать АО и соответственно предсказать возможность или невозможность самопроизвольного течения реакции, а также влияние температуры на направление процесса. [c.140] Соотношение между термодинамическими функциями состояния системы представлено на рис. 5.4. [c.140] Вернуться к основной статье