Свободная энергия образования веществ из элементов

Подобным же образом определяются другие аналогичные термодинамические величины, важнейшей из которых является свободная энергия образования вещества из элементов. [c.41]

В расчетах методом суммирования широко используются термодинамические характеристики реакций образования веществ. Свободная энергия образования вещества в стандартных условиях, АРf, представляет собой изменение свободной энергии, происходящее при образовании этого вещества в его обычном состоянии (твердое тело, жидкость или газ) из составляющих элементов, находящихся в стандартном состоянии. За стандартное состояние элемента обычно принимается его наиболее стабильная форма при комнатной температуре. Стандартное состояние углерода — графит, водорода или кислорода — двухатомные газы. Изменение свободной энергии в стандартных условиях можно легко рассчитать, складывая стандартные свободные энергии образования индивидуальных компонентов реакции. Так, например, АР° для сгорания бутадиена (первая реакция в (УП-4) рассчитывается по выражению [c.361]

Нас будет интересовать главным образом расчет электродвижущих сил гальванических цепей и электродных потенциалов, исходя из общего выражения работы обратимой реакции в гальваническом элементе. Зная эту реакцию и пользуясь стандартными термодинамическими величинами свободной энергии образования веществ, принимающих в ней участие, можно рассчитать э. д. с. гальванического элемента. С другой стороны, прямое измерение э. д. с. гальванического элемента и ее температурного коэффициента дает возможность определить ряд важнейших термодинамических величин с высокой степенью точности, часто недостижимой при использовании классических термохимических методов. [c.62]

В табл. 3-3 в первой колонке приведены значения АС —стандартной свободной энергии образования из элементов целого ряда чистых твердых, жидких и газообразных веществ, а также аналогичные значения для соединений в растворе при гипотетической моляльной активности. Остановимся несколько подробнее на последнем случае. [c.213]

Здесь изменение стандартной свободной энергии образования веществ из элементов, определяемое для реакции (1) уравнением [c.157]

Несомненно, что устойчивость карбоний-иона (вместе с соответствующим противоионом) может быть в принципе выражена стандартной свободной энергией образования из элементов (по Гиббсу), как это обычно делают для выражения термодинамической устойчивости других веществ, и, безусловно, этот метод оценки будет все шире применяться по мере получения необходимого количества нужных данных [103]. [c.76]

Так же как и энтальпия (теплота) образования АЯ или энтропия образования 5, свободная энергия вещества является экстенсивным свойством, ссли все реагирующие вещества находятся в стандартном состоянии, свободную энергию образования вещества называют стандартной свободной энергией, Л0 вещества. Свободные энергии образования элементов в стандартном состоянии условно приняты равными нулю. Зная свободную энергию образования всех реагирующих веществ и продуктов реакции, можно вычислить свободную энергию реакции по тому же принципу, как и энтальпию (теплоту) реакции (см. стр. 183) и энтропию реакции. [c.193]

В приложении 3 приведены табулированные стандартные свободные энергии образования соединений из элементов в их стандартных состояниях. Стандартные состояния для газа, чистой жидкости или чистого кристалла определяются таким же образом, как и в случае энтальпий для газа - парциальное давление 1 атм, а для чистой жидкости или чистого кристалла-обычно 298 К. Стандартным состоянием растворенного вещества в растворе считается концентрация 1 моль на литр раствора, т. е. 1 М раствор. Стандартным состоянием компонента раствора при табулировании энтальпий считается не 1 М раствор, а настолько разбавленный раствор, что добавление к нему дополнительного количества растворителя не приводит к новым тепловым эффектам. Однако поскольку энтальпия не слишком сильно зависит от концентрации (в отличие от свободной энергии, в чем мы убедимся в разд. 16-6), можно приближенно считать, что табулированные значения энтальпий относятся к 1 М раствору. [c.72]

Когда студенты хорошо усваивают представления об энтальпии и энтропии, введение понятия свободной энергии как их комбинации и его использование для предсказания направления самопроизвольного протекания реакций обычно не вызывают больших трудностей. Расчеты, основанные на использовании свободных энергий образования, настолько напоминают расчеты с энтальпиями, что требуют лишь краткою обсуждения. Однако следует указать, что не все численные величины, приведенные в приложении 3, имеют одинаковый смысл, хотя в расчетах они могут использоваться с одинаковым основанием. Приведенные там энтальпия и свободная энергия каждого вещества относятся к реакции, в которой данное вещество образуется из составляющих его элементов в их стандартных состояниях, тогда как для энтропии приведено ее абсолютное значение для данного вещества при 298 К. Следует обсудить, каким образом третий закон термодинамики дает возможность вычислять абсолютные энтропии веществ и почему нельзя ввести абсолютные энтальпии или абсолютные свободные энергии веществ. [c.578]

Стандартная свободная энергия образования соединений AfO° (298 К) равна изменению свободной энергии реакции образования этого соединения из элементов или простых веществ, причем соединения и элементы (простые вещества) рассматриваются в их стандартном состоянии при температуре 298 К. Из [c.91]

В данном случае для того, чтобы совершились эти реакции, должна быть затрачена работа, которая пойдет на увеличение свободной энергии образующихся веществ. Следовательно, реакции образования H N и N2O из элементов самопроизвольно протекать не могут. Кроме того, положительный знак при AG показывает, что указанные соединения термодинамически неустойчивы. [c.108]

Обычно для химических реакций гораздо важнее знать не сами величины G или Я, а их изменение — AG и АЯ. При составлении таблиц значений свободной энергии принято считать, что для всех элементов в стандартном состоянии G равно нулю. Тогда можно получить значения AG образования любого вещества путем соединения элементов в нужном соотношении (например, измерив АН прн сгорании вещества и определив энтропию из измерений теплоемкости). Получаемую таким образом стандартную свободную энергию образования обозначают через Ati . [c.208]

Как мы уже указывали, свободная энергия есть функция состояния, и ее изменение, АО, зависит от начального и конечного состояния системы. Это важное свойство дает нам право рассчитывать изменение свободной энергии путем вычитания свободной энергии образования исходных веществ из свободной энергии образования продуктов реакции. Если величины свободной энергии известны, то по уравнению (П.5) может быть вычислена константа равновесия. Поэтому очень удобно заранее определить и свести в таблицу значения стандартной свободной энергии образования различных соединений, АО/. В таком случае изменение стандартной свободной энергии, сопровождающее ту или иную реакцию, может быть получено из величин стандартной свободной энергии образования исходных и конечных веществ. В табл. 2 приведены значения АО/ для некоторых соединений, относящиеся к нормальному состоянию данного вещества — при 1 атм и 25°. Величина АО/ для любого Элемента в стандартных условиях принимается равной нулю. [c.28]

Продуктами фотосинтеза являются органические соединения и кислород. Эти органические соединения и молекулярный кислород характеризуются некоторой общей свободной энергией образования, т. е. энергией, которая освобождается при образовании этих веществ из исходных соединений. Эта энергия обозначается А . В большинстве случаев А.Р имеет отрицательную величину, поскольку образование стабильного соединения из его составных элементов обычно сопровождается потерей энергии. [c.535]

В настоящее время благодаря усилиям многих лабораторий, работающих в разных странах, накоплено много данных о термодинамических характеристиках значительного числа веществ. При их помощи вычислены свободные энергии образования соединений при 298 К, а также величины энтропий элементов и соединений. Эти величины наряду с теплотами образования сведены в так называемые таблицы стандартных величин (АЯ дд, [c.71]

Если дать течь току в таком элементе достаточно продолжительное время, то даже в том случае, когда в элементе содержится довольно большое количество соляной кислоты, так что образующийся H l вызывает лишь ничтожное изменение концентрации, последовательные измерения электродвижущей силы показывают, что разность потенциалов постепенно уменьшается, равно как и скорость образования хлористого водорода. Более Тщательные наблюдения условий работы элемента обнаруживают существование в нем заметных градиентов температуры и концентрации таким образом, данный процесс не является обратимым и не может быть использован для определения изменений свободной -энергии. Нет необходимости измерять электрическую энергию, выделяющуюся при образовании целого моля хлористого водорода достаточно измерить электродвижущую силу, возникающую при образовании бесконечно малого количества НС1, при помощи потенциометра если электродвижущие силы скомпенсированы, то процесс протекает в обратимых условиях., Дл Г того чтобы получить — AZ, остается умножить электродвижущую силу, измеренную в обратимых условиях, на количество электричества, которое должно протечь при образовании одного моля НС1. Если Hj и С1а находятся при давлении в 1 атм, то измеренную электродвижущую силу можно считать относящейся к стандартным состояниям этих веществ при летучести, равной единице. Если коэ-фициент активности H l при молярности т известен, то можно вычислить стандартную свободную энергию образования H l в растворе при активности, равной единице. [c.96]

Согласно принятым определениям стандартная свободная энер ГИЯ образования Aff может рассматриваться как изменение свободной энергии в результате химической реакции, в которой рас сматриваемое вещество образуется в состоянии идеального газа при 1 атм (единица фугитивности) из составляющих элементов, первоначально находившихся В своих стандартных состояниях. Так как элементам стандартных состояний приписываются нуле-вые величины, то свободная энергия реакции будет численно равна стандартной свободной энергии образования. Изменение свободной энергии при реакции равно разности суммы свободных энергий образования продуктов реакции и суммы свободных энер ГИЙ образования реагентов. Все значения умножаются на соответствующие стехиометрические множители. Константа равновесия химической реакции является функцией изменения стандартной [c.258]

При установлении возможности получения окисла следует учитывать, что устойчивость окислов определяется свободной энергией образования. Если по термодинамической характеристике получаемый окисел мало отличается от другого окисла того же элемента или от самого элемента (простого вещества),то получение такого окисла представляет большие препаративные трудности. Только при большом различии в термодинамических характеристиках удается провести реакцию в нужном направлении, а получаемый окисел может существовать при высоких температурах даже при значительных колебаниях в составе газовой фазы. [c.129]

Рис. 76. Диаграмма свободных энергий образования ДО некоторых веществ из элементов в стандартном состоянии.

Стандартной свободной Энергией образования называется увеличение свободной энергии, сопровождающее образование вещества в стандартном состоянии из элементов, находившихся также в стандартных состояниях. Эту величину часто называют просто свободной энергией вещества. О важном значении теплот образования при вычислении свободных энергий образования уже упоминалось в разделе Теплоемкость (стр. 97) в связи с применением для этой цели основного соотношения [2] [c.122]

Термохимические величины отражают изменения, возникаюш,ие в результате химических реакций. Основная термохимическая величина — стандартная теплота образования, которая характеризует тепловой баланс, когда 1 моль вещества образуется в стандартном состоянии из составляющих его элементов, находящихся также в стандартных состояниях. Теплота образования используется для вычисления другой термохимической величины— стандартной свободной энергии образования [c.405]

Практически стандартная свободная энергия образования вычисляется как разность стандартной свободной энергии вещества и стандартных свободных энергий составляющих его элементов [34] [c.405]

Изменение свободной энергии можно определить, проводя реакцию в гальваническом элементе. Изменение энтальпии ДЯ рассчитывается по энтальпиям образования веществ, участвующих в реакции, или по виду или типу связей между атомами в молекулах этих веществ. [c.14]

Приведенная здесь таблица содержит данные о стандартных энтальпиях (АЯ") и свободных энергиях (AG°) образования соединений из элементов в их стандартных состояниях, выраженные в килоджоулях на моль, а также термодинамические (вычисленные из третьего закона), или абсолютные, энтропии (S") соединений в джоулях на кельвин на моль все эти данные относятся к температуре 298 К. Фазовое состояние соединения указывается следующим образом (г.)-газ, (ж.)-жидкость, (тв.)-твердое вещество, (водн.) - водный раствор в некоторых случаях указывается также кристаллическая форма твердого вещества. Соединения расположены в таблице по номерам групп главного элемента, при установлении которого металлам отдается предпочтение перед неметаллами, а О и Н рассматриваются как наименее важные элементы. [c.448]

Атомарная энергия образования молекул и энергия свя-зей. Атомарной энергией образования называется количество энергии, выделяюш ейся при образовании одного моля данного вещества из свободных атомов элементов. [c.84]

Мак-Брайд и др. выпустили таблицы термодинамических свойств 210 веществ, образуемых первыми 18 элементами периодической системы. Данные относятся к газообразному состоянию веществ при температурах от О да бООО К. Кроме обычных величин Ср, Н°г — Н1, S°r, (Gr — Яо), АН1 т и g Kf.r — приводятся значения функции /г при базисной температуре 298,15 К (в справочнике эта функция обозначена через Яг) и ДЯ/, г реакций образования вещества из свободных атомов элементов. Слабым местом расчета многих значений параметров реакции образования (из простых веществ или из свободных атомов) является щирокое использование величин средней энергии связи. [c.77]

Из уравнения (111.12) видно, что между стандартным изменением свободной энергии и константой равновесия существует непосредственная связь. Ввиду этого целесообразно составление таблиц величин ДС° для реакций образования веществ из элементов. Такие таблицы, как и таблицы тепловых эффектов, позволяют из относительно небольшого числа данных находить величины А0° и, следовательно, константы равновесия для многочисленных реакций. [c.54]

Мы уже упоминали, что свободная энергия является функцией состояния. Это означает, что стандартные свободные энергии образования веществ можно табулировать точно таким же образом, как табулируются стандартные энтальпии образования. Важно помнить, что стандартные значения этих функций относятся к определенному набору условий, или стандартных состояний (см. разд. 4.5, ч. 1). Стандартным состоянием для газообразных веществ является давление в 1 атм. Для твердых веществ стандартным является чистое кристаллическое состояние, а для жидкостей-чистая жидкость. Для веществ в растворах стандартным состоянием считается концентрация 1 моль/л для более точных исследований в такое определение приходится вводить некоторые поправки, но мы можем обойтись без них. При табудировании данных обычно выбирают температуру 25°С. Точно так же, как и для стандартных теплот образования, свободные энергии элементов в их стандартных состояниях условно полагают равными нулю. Такой условный выбор точки отсчета не оказывает влияния на величину, которой мы в действительности интересуемся, а именно на разность свободных энергий между реагентами и продуктами. Правила определения стандартных состояний сформулированы в табл. 18.1. Таблица стандартных свободных энергий образования помещена в приложении Г. [c.185]

Поступая аналогичным образом, можно вычислить изменение свободных энергий и для остальных (4 — 9) реакций. При желании, эти вычисления читатель может выполнить сам. Приведенный здесь пример показывает, что, располагая данными о свободных энергиях образования соединений из элементов только для четырех веществ (вода, окись углерода, углекислота, метан), мы смогли вычислить свободные энергии для девяти реакций причем, легко показать, что навги возможности этим далеко еще не исчерпаны. Пользуясь теми же данными, можно выполнить аналогичные расчеты, нанример, для реакций [c.101]

Общая характеристика. Эти элементы редкие, за исключением алюминия, на долю которого приходится 8,8% массы земной коры (третье место — за кислородом и кремнием). Во внешнем электронном уровне их атомов по три электрона а в возбужденном состоянии Проявляют высшую валентность 111 Э2О3, Э(ОН)з, ЭС1з и т. д. Связи с тремя соседними атомами в соединениях типа ЭХд осуществляются за счет перекрывания трех гибридных облаков поэтому молекулы имеют плоское трехугольное строение, дипольный момент нуль. Из-за того, что в атомах галлия, индия и таллия предпоследний уровень содержит по 18 электронов, алюминия 8 и бора 2, нарушаются закономерные различия некоторых свойств при переходе от алюминия к галлию температур плавления элементарных веществ, радиусов атомов, энтальпий и свободных энергий образования оксидов, свойств гидроксидов и пр. (табл. 23). Таков же характер изменения различий при переходе от магния к цинку. [c.279]

Существуют обширные справочные материалы по величинам ЛЯовр а ДО р для многих соединений. Нижний индекс обр определяет их соответственно как энтальпию и свободную энергию образования соеди-иеиия из составляющих его элементов. Верхний индекс о используется для обозначения величин, которые относятся к веществу в его стан- дартном состоянии, т.е. к чистому веществу ири температуре 25°С и давлении 1 атм. Эти справочные материалы можно использовать для расчета энтальпии нлн свободной энергии данной реакции, если есть значения для каждого реагента я продуктов реакции [c.119]

В табл. XVI приведены рекомендуемые значения свободных энергий образования паров углеводородов в стандартном состоянии из элементов (простых веществ) в стандартных состояниях в зависимости от температуры. Размерность величин А2 кал1молъ. Они могут быть вычислены по данным табл. XIII при помощи уравнения [c.317]

В табл. 12.1 приведены значения величин АН°об, AG°og и S°298 для некоторых водородсодержащих веществ. Эти величины понадобятся нам при обсуждении химии водорода и его соединений. Напомним, что AG° = ДЯ° — TAS° и что стандартные теплоты образования и свободные энергии образования элементов равны нулю для чистого элемента при давлении 1 атм и температуре 298 К. Все остальные теплоты и свободные энергии образования приводятся относительно стандартного состояния элементов, за исключением Н+(водн), для которого АЯ°од, ДОоб и S°o6 равны нулю по определению. [c.351]

Изменение свободной энергии АО при каком-либо процессе или при химической реакции, подобно тепловому эффекту, не зависит от того, через какие промежуточные стадии совершается превращение. Оно зависит лишь от свободных энергий начального и конечного состояний. Если бы значение АО при протекании процесса в одном направлении не было бы численно равно и обратно по знаку величине, относящейся к обратному процессу, то это означало бы возможность производства работы при постоянной температуре, запрещаемую вторым законом термодинамики. Поэтому так же, как при вычислении теплот реакций, можно пользоваться правилом, согласно которому изменение свободной энергии при каком-либо процессе равно разности между суммой свободных энергий образования продуктов реакции и суммой свободных энергий образования исходных веществ. В справочниках имеются данные, как и о теплотах образования, о стандартных изменениях свободной энергии при образовании соединений из элементов. Сведения даны для температуры 25° С (298 К) при условии, что давление всех газообразных участников реакции равно 1 ат. Так как элементы и соединения могут существовать в разных полиморфных состояниях (например, графит и алмаз, серое и белое олово, кремнезем в виде кварца, крйстобалита и тридимита), то в таблицах в качестве стандартных принимают состояния, устойчивые при 25° С. Изменения свободной энергии при образовании соедине- [c.68]

Металлы нейтральные относительно расплава. Представлениям о нейтральных элементах следует придавать относительный смысл, так как любые элементы при изменении условий в большей или меньшей степени взаимодействуют с расплавом. Учитывая от носительность понятия, к нейтральным веществам могут быть отнесены благородные металлы — серебро, золотр, платина, родий, иридий, палладий. Свободные энергии образования AZ° их окислов имеют при высоких температурах положительный знак. Следовательно, эти металлы в обычных условиях варки стекла не окисляются и находятся в стекле в атомарном металлическом состоянии разной степени дисперсности. [c.234]

Д брдля конечных продуктов берутся со знаком плюс, так как они получаются в ходе реакции, а для исходных веществ со знаком минус, так как они наоборот утрачиваются. Символом А2 бр обозначается изменение свободной энергии, характеризующее образование данного вещества из элементов, находящихся в стандартном состоянии. Сокращенно AZo6p называется .свободная энергия образования . Под стандартным состоянием элемента понимается его обычная стабильная форма при 25° С. Для углерода это будет графит, а для водорода — двухатомный газ (Нг). [c.153]

Это уравнение по существу 1грименимо лишь к обратимым химическим реакциям однако для случаев, когда скорости дальнейших превращений продуктов реакции очень малы, а в пределе равны нулю, некоторые авторы расширяют область его применения на реакции, по существу необратимые, в частности — на реакции образования и распада углеводородов. Таким образом, могут быть нроизведоиы, наиример, вычисления свободной энергии образования углеводородов различных типов из элементов и тому подобные расчеты. Хотя все вычисления этого рода за недостатком необходимых опытных данных неизбежно являются весьма приближенными, тем не менее ими можпо пользоваться для приблизительного расчета изменения свободной энергии при отдельных реакциях крекинга и пиролиза зная жо величину А, можно па основании вышеприведенного уравнения вычислить константу равновесия ТГ для данного процесса, которая, указывая на количественные соотношения концентраций веществ, принимающих участие в данном равновесии, по существу определяет направление реакции чем больше константа равновесия, тем глубже протекает реакция в данном направлении, и наоборот. Таким образом, с помощью расчета оказывается, по крайней море, возможным предугадать возможность или невозможность реакции в данном направлении. [c.459]

И. Л. Ходаковский — свободные энергии образования растворов (и связанных с ними кристаллических веществ) соединений Ве—Ва с элементами I выпуска, энтальпии и свободные энергии образования силикато1В, алюмосиликатов и карбо>натов всего выпуска [c.8]

Итак, среди свободных атомов различных химических элементов наиболее стабильной электронной конфигурацией обладают атомы гелия (ls ) и атомы остальных благородных газов (пз пр ). Можно ожидать, что атомы других химических элементов стрюмятся приобрести электронную конфигурацию ближайшего благородного газа как отвечающую минимуму энергии и, следовательно, наиболее стабильную. Например, это становится возможным при образовании электронных пар, в одинаковой мере принадлежащих соединяющимся атомам и взаимодополняющих их электронные орбитали до устойчивой конфигурации типа ls или пs лp . Так образуются, например, все двухатомные молекулы простых веществ [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология