Свойства химического равновесия

Применение метода абсорбционной спектроскопии не ограничивается только определением концентраций веществ. В результате поглощения излучения энергия систем з1 меняется настолько незначительно, что это не приводит обычно к нарушению целостности молекул поглощающего вещества. Однако в результате смещения химического равновесия в растворе под влиянием различных факторов его поглощающие свойства могут изменяться весьма значительно. На этом основано применение метода абсорбционной спектроскопии для изучения равновесий в растворах, реакций гидролиза и полимеризации, определения состава комплексных соединений, их констант устойчивости и т. п. . В данной главе рассматривается только метод абсорбционной спектроскопии как один из методов количественного анализа. [c.458]

Методы физико-химического исследования. Основные методы физической химии, естественно, являются методами физики и химии. Это—прежде всего экспериментальный метод—исследование зависимости свойств веществ от внешних условий и экспериментальное изучение законов протекания химических реакций во времени и законов химического равновесия. [c.20]

СВОЙСТВА ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ [c.92]

В книге в систематической форме описаны как точные, так и приближенные методы расчета основных термодинамических свойств веществ и термодинамических параметров химических реакций (теплового эффекта реакций, константы равновесия, изменения энтропии и др.). Наряду с изложением теоретических основ методов, значительное внимание уделено практическому их применению. В книге рассматриваются также характерные особенности термодинамики химических реакций при высоких температурах. Описаны важнейшие справочные издания. Приведены таблицы термодинамических свойств химических элементов и большого числа химических соединений (неорганических и органических) при обычных и высоких температурах. Во 2-е издание книги (1-ое вышло в 1970 г.) введены сведения о новых справочных изданиях и экспериментальных работах, содержащих новые данные. Исправлены описки и ошибки, внесены некоторые новые значения термодинамических величин. [c.2]

При температуре, соответ. твующей химическому равновесию данной реакционной смеси, окислительные свойства хлора будут равны окислительным свойствам кислорода. [c.82]

При изучении данной главы следует постоянно помнить о ряде важнейших свойств химического равновесия. [c.92]

Из свойств химического потенциала компонентов [см. (11.77)] следует, что стандартное химическое сродство и, следовательно, константа химического равновесия находятся в некоторой функциональной зависимости от температуры системы [см. (11.83)]. Для выявления формы этой зависимости допустим, что в интервале от Т до Т" изменения энтальпии (тепловой эффект реакции) и энтропии системы, происходящие в результате реакции, не за- [c.143]

Якоб Гендрик Вант-Гофф (1852—1911)—выдающийся голландский физико-химик. Изучал законы течения химических реакций, химическое равновесие, свойства растворов. Высказал и развил идею о направленности валентных связей атома углерода, разработал основы ст ер е о х и м и и — учения о пространственном расположении атомов в молекуле. [c.226]

В данной работе знакомятся с основными свойствами обратимых реакций и с одним нз методов исследования химического равновесия на примере реакции [c.252]

Физическая химия раскрывает существо химических процессов. Химические реакции связаны с разнообразными физическими процессами теплопередачей, поглощением или выделением тепла, поглощением или излучением света, электрическими явлениями, изменением объема и др. В химических реакциях всегда осуществляется тесная связь физических и химических явлений изучение этой взаимосвязи — основная задача физической химии. Главное внимание в физической химии уделяется исследованию законов протекания химических процессов, состояния химического равновесия, изучению строения и свойств молекул, что позволяет решать основную задачу физической химии — предсказание хода химического процесса и конечного результата. Это приводит к возможности управления химическим процессом, т. е. к обеспечению наиболее быстрого и полного, наиболее оптимального проведения реакций. [c.6]

В приложении помещены таблицы значений термодинамических свойств химических элементов и соединений (неорганических и органических), наиболее интересных в практическом отношении, причем преимущественно лишь тех соединений, для которых имеются данные как для 298,15 К, так и для более высоких температур. С целью иллюстрации основных методов расчета в- таблицах представлены различные сочетания функций с тем, чтобы с их помощью можно было любым методом определить тепловой эффект и константу равновесия реакции для обычных и высоких температур. Эти данные могут быть использованы для определения термодинамических параметров тех реакций, компоненты которых представлены в таблицах, а при использовании методов сравнения— также для расчета параметров других сходных с ними веществ и реакций. [c.8]

На базе учения о химическом равновесии был разработан новый метод исследования химических систем — метод физико-химического анализа. Он основан на изучении зависимости физических свойств химической равновесной системы от факторов, определяющих ее равновесие. В качестве изучаемых свойств могут быть выбраны тепловые, объемные, электрические, магнитные, оптические и другие свойства. Обычно изучается один из факторов, определяющих состояние равновесия системы, — ее состав. Метод исследования химических взаимодействий веществ в системах, основанный на изучении изменения физических свойств системы с изменением ее состава и построении диаграмм состав — свойство, находит широкое применение, от метод после Ломоносова был широко использован Менделеевым и получил дальнейшее развитие в работах Д. П. Коновалова, И. Ф. Шредера, В. Ф. Алексеева и др. Особенно большой вклад в создание физико-химического анализа как самостоятельного метода исследования внес Н. С. Курнаков и его ученики. Многочисленные работы Курнакова по изучению металлических, органических и солевых систем показали, что физико-химический анализ является важным, а иногда и единственным методом исследования сложных систем. По определению Курнакова физико-химический анализ есть ...геометрический метод исследования химических превращений . Метод физико-химического анализа позволяет на основании изучения изменений физических свойств системы в зависимости от количественных изменений ее состава установить протекающие в системе качественные изменения, характер взаимодействия между компонентами, области существования и составы равновесных фаз. Для этого применяют геометрический анализ диаграмм состояния, построенных в координатах физическое свойство — фактор равновесия (Р, Т, состав). [c.337]

В разд. 17-1 дан прекрасный обзор свойств химического равновесия. Его следует обсуждать сколько потребуется, чтобы добиться полного понимания студентами данной темы. Рекомендуется также воспользоваться табл. 17-1, в которой кратко суммированы представления об активности. [c.579]

Попытаемся установить взаимосвязь между свойствами химического равновесия и выражениями для скорости реакций применительно к простому случаю — реакции общего вида [c.238]

Сбор основных данных о физических и химических свойствах. Химическое равновесие и выход реакции, степень превращения и кинетические данные [c.303]

В наиболее общем случае математическая обработка экспериментальных данных преследует цель нахождения модели изучаемого объекта и определения параметров, характеризующих эту модель (задачи такого типа будем называть обратными [1, 21). Понятием объект будем обозначать изучаемую физико-химическую систему и метод ее исследования. Под моделью понимается физико-химическое описание объекта, степень полноты которого достаточна для объяснения изучаемых свойств системы и построения математической модели объекта. Последняя задает функциональную зависимость между экспериментально измеряемыми величинами. При этом часть постоянных параметров ( констант ), входящих в эту функциональную зависимость, считается неизвестной. Во многих задачах физико-химического равновесия математическая модель достаточно сложна (например, она задана системой нелинейных параметрических уравнений), поэтому одновременное нахождение модели и параметров, ее характеризующих, представляет сложную математическую проблему, которая может быть решена лишь для сравнительно простых случаев (см., например, [3]). [c.50]

Изложенная схема расчета интеграла состояний системы не содержит ограничений на природу и величину потенциальной энергии межчастичного взаимодействия. Это позволяет определить аксиоматику построения математической модели состояния равновесной системы. Равновесный состав должен удовлетворять 1) уравнениям ЗДМ, описывающим образование молекулярных форм, приводящих к эффективному уменьшению экстремума свободной энергии Гиббса [5] 2) максимальному числу линейно-независимых стехиометрических уравнений закона сохранения вещества и заряда 3) уравнению связи измеряемого свойства системы с равновесными и исходными концентрациями составляющих частиц. Термодинамика не дает априорных оценок предельных концентраций компонентов системы, допускающих указанные приближения структуры жидкости. Состоятельным критерием возможности применения модели идеального раствора для комплексов, по-видимому, может служить постоянство констант химических равновесий при изменении концентраций компонентов системы, если число констант, необходимых для адекватного описания эксперимента, не превышает разумные пределы. [c.18]

Из основной концепции следует непосредственное построение книги. Прежде всего будет показано, как простые опытные факты приводят к упомянутым трем основным соотношениям (гл. I). Затем они будут объяснены и исследованы с учетом их формальных свойств (гл. II и III). Наконец, они будут применены к ряду общих проблем (гетерогенные равновесия, химические равновесия, критические фазы, электрохимические системы, поле тяготения и центробежное поле). Связанный предусмотренным объемом книги, я вынужден был ввести некоторые ограничения, при которых в первую очередь учитывал интересы химиков и физико-химиков. [c.6]

Рассмотрим химические равновесия в системе, состоящей из неидеальных газов. Прежде всего обратимся к изучению термодинамических свойств одного неидеального газа. При изотермическом процессе изменение ДС в зависимости от давления неидеального газа описывается уравнением [c.90]

Предварительный анализ свойств компонентов и смеси уже позволяет выделить группы альтернативных способов получения чистых компонентов, однако в большей степени полезен при выполнении анализа фазового и химического равновесия, так как сужает область экспериментальных и расчетных исследований. Например, если смесь относится к гомогенным без азеотропов с большой разностью температур кипения, но содержит компонент (или компоненты) с повышенной коррозионной способностью, то ее разделение может быть обеспечено обычной ректификацией (возможно, с применением аппаратов однократного испарения). Расчет этих процессов не представляет труда, однако, очевидно, особое внимание должно быть уделено подбору материала оборудования. С другой стороны, при наличии азеотропов число возможных способов разделения возрастает (азеотропно-экстрактивная ректификация, вакуумная ректификация или под давлением, мембраны, кристаллизация и т. д.). Ясно, что выбор оптимального способа разделения должен производиться на основе более полного расчетного и, возможно, экспериментального исследования. [c.97]

Ограничения по материальным и энергетическим потокам выявляются в некоторой степени на этапе анализа свойств реагентов, продуктов реакции и разделения, тепло- и хладоагентов, исследования фазового и химического равновесия. Предварительный же расчет отдельных аппаратов на этапе выбора способа (или альтернативных способов) ведения процесса позволяет найти реальные (в рамках принятых допущений) нагрузки с учетом эффективности. При наличии этих данных схема может анализироваться без детального проектирования отдельных элементов для получения оптимальной технологической схемы. [c.144]

Методы оценки термодинамических характеристик, которые не требуют непосредственного изучения химического равновесия, а основаны на зависимости термодинамических свойств веществ от их. состава и строения, назовем априорными. Они подразделяются на [c.180]

Если реагенты и продукты реакции находятся во взаимном контакте, химическая реакция может достичь состояния динамического равновесия, в котором прямая и обратная реакции протекают с одинаковыми скоростями. Это состояние называется химическим равновесием. Свойства равновесной системы не меняются с течением времени. Для такой системы отношение произведения концентраций всех продуктов к произведению концентраций всех реагентов, каждая из которых возведена в степень, равную стехиометрическому коэффициенту данного участника реакции в ее полном химическом уравнении, называется константой равновесия К. Константа равновесия зависит от температуры, но на нее не влияют ни изменения относительных концентраций реагирующих веществ, ни давление в реакционной системе, ни наличие в ней катализатора. В гетерогенных равновесиях концентрации чистых твердых веществ или жидкостей не входят в выражение для константы равновесия. [c.60]

Константа kg характеризует сопротивление связи на разрыв при малых колебаниях, упругие свойства химической связи при бесконечно малых смещениях. Чем kg выше, тем труднее развести ядра от положения равновесия. Константа kg как вторая производная потенциальной энергии при г Tg определяет собой крутизну, подъем потенциальной кривой. Чем круче идет кривая, тем меньше амплитуда колебаний. В общем случае чем более упруга связь, тем она и прочнее. Ниже приведены силовые постоянные и энергии диссоциации двухатомных молекул с ординарной, двойной и тройной связью. [c.164]

Том П1. Химическое равновесие и кинетика, свойства растворов, электродные процессы, аналитическая химия, спектральный анализ, общие сведения по технической химии. [c.3]

В книге в систематической форме описаны как точные, так и приближенные методы расчета основных термодинамических параметров химических реакций (теплового эффекта реакции, константы равновесия, изменения энтропии и др.) и свойств химических соединений. Описаны важнейшие справочные издания. Приведены таблицы термодинамических свойств химических элементов и большого числа химических соединений (неорганических и органических) при обычных и высоких температурах. [c.224]

В качественном анализе. Однако их часто используют в лабораторном практикуме для лучшего усвоения тем, связанных с химическим равновесием, для изучения свойств распространенных ионов металлов в растворах, а также для развития лабораторных навыков. Обычно такие анализы проводят в три стадии 1) разделение ионов на большие группы на основе их различной растворимости 2) дальнейшее разделение отдельных ионов в пределах каждой группы путем их селективного растворения 3) идентификация ионов специальными пробами. [c.134]

Применяемые в практике катализаторы имеют общие свойства они не влияют на величину константы химического равновесия, а изменяют лишь скорость реакции обладают избирательным действием, т. е. могут ускорять только некоторые реакции небольшие количества катализатора могут в сильной степени увеличивать скорость, так как снижают энергию активации, которая в уравнении для константы скорости реакции входит в показатель степени [c.151]

Свойства химического равновесия. Обратимость. Движущая сила самопроизвольного движения к равновесию. АО-как мера движущей силы реакции. Соотношение АС° = - КТ 1п Кравн- [c.91]

Следовательно, приближение к равновесию всегда носит характер экспоненциального спада п затухающие колебания не возникают. Это является общим свойством всех процессов установления химического равновесия. Принцип микроскопической обратимости (называемый также принципом детального равновесия) утверждает, что при равновесии сложной системы химических реакций каждая отдельная реакция должна находиться в равновесии. Это исключает возможность образования непрерывных циклов, например цепи реакций А В С А, скорости которых таковы, что концентрации всех веществ остаются постоянными. Таким образом, очевидно, что, приближаясь к равновесию, разность между текущими концентрациями веществ и их равновесными значениями затухает экспоненциально, а не путем затухающих колебаний. Конечно, в ходе реакции концентрации некоторых веществ могут проходить через максимумы или минимумы, прежде чем достигнуть своих равновесных значений. Однако число таких экстремумов ограничено (их может быть не более В — 1 в процессе, включающем Я независпмых реакций), в то время как в случае затухаюшцх колебаний чпсло максимумов и минимумов бесконечно. [c.78]

Используемые для расчетон химических равновесий термодинамические соотношения, как легко видеть из приводимых в учебниках термодинамики выводов (см., например, [1, 2, 4]), основаны на применении уравнения состояния идеальных газов к описанию свойств реагирующих газовых смесей. Поэтому понятно, что применимость этих уравнений ограничивается только теми случаями, когда газовые смеси подчиняются уравнению состояния идеальных газов. В применении к реальным системам эти уравнения могут привести 1г некоторым неточностям, величина которых будет тем больше, чем больше отличаются свойства реагирующих веществ от свойств идеальных газов. [c.156]

В основе метода физико-химического анализа лежит изучение функциональной зависимости между числовыми значениями физических свойств химической равновесной системы и факторами, определяющими ее равновесие. При этом в зависимости от природы изучаемой системы исследуются самые различные физические свойства тепловые (теплопроводность, теплоемкость), элек- [c.390]

Электрохимия является разделом физической химии, в котором изучаются законы взаимодействия и взаимосвязи химических и электрических явлений. Основным предметом электрохимии являются процессы, протекающие на электродах при прохождении тока через растворы (так называемые электродные процессы). Можно выделить два основных раздела электрохимии термодинамику электродных процессов, охватывающую равновесные состояния систем электрод — раствор, и кинетику электродных процессов, изучающую законы протекания этих процессов во времени. Однако электрохимия изучает не только электродные процессы. В этот раздел физической химии нередко включанэт также теорию электролитов, при этом изучаются не только свойства электролитов, связанные с прохождением тока (электропроводность и др.), но и другие свойства электролитов (вязкость, сольватация, химические равновесия и др.). Теорию электролитов можно также рассматривать как часть общего учелия о растворах, однако в настоящем курсе она включена в раздел электрохимии. [c.383]

Третье издание практикума существенно отличается от первых двух изданий. Получили значительное развитие работы по молекулярной спектроскопии, а работы по атомным спектрам сокращены — в связи с изменениями учебных планов. В практикум введены новые работы, знакомящие со спектральными методами изучения свойств молекул и определения молекулярных констант веществ, работы по расчету сумм состояния и термодинамических функций на основе непосредственно полученных опыть ых данных. Студенты знакомятся с применением методов статистической термодинамики для расчета химических равновесий. Существенно изменены работы, связанные с применением термохимических, рентгеноструктурных и некоторых электрохимических методов исследования. [c.4]

Какой критерий позволяет судить о самопроизвольном характере реакции Представления о самопроизвольном осуществлении реакций и о химическом равновесии обсуждались в гл. 4, но там мы принимали на веру приводившиеся значения констант равновесия. Теперь мы увидим, как эти константы связаны с другими измеряемыми свойствами реакции. Протекание большинства самопроизвольных реакций сопровождается вьщелением тепла. В качестве примера можно сослаться на такие общеизвестные явления, как взрывы и реакции горения. Но насколько обоснованным оказался бы общий вывод, что все самопроизвольные реакции сопровождаются выделением тепла Почему одни реакции осуществляются настолько полно, что после их протекания практически не остается реагентов, тогда как другие приостанавливаются при образовании смеси реагентов и продуктов Можно ли предсказать заранее, каким из этих двух способов будет вести себя интересующая нас реакция Как влияет на самопроизвольное протекание реакции количество имеюгцихся реагентов или продуктов [c.6]

Химические термодинамические свойства разных веществ и параметры химических реакций приводятся как в физико-химических справочниках общего характера, так и в специальных термо-динамических. Фундаментальным справочником первой группы является шестое издание таблиц Лаидольта — Бернштейнавышедшее в период 1950—1961 гг. в четырех томах (22 книги), в которых ряд разделов посвящен величинам, характеризующим тепловые эффекты, равновесия и другие параметры химических реакций и фазовых переходов, а также термодинамические свойства химических соединений и простых веществ. Так, четвертая часть второго тома содержит данные по термодинамике химических реакций и соответствующим свойствам химических соединен и простых веществ по теплоемкости энтропии (5"), теплотам образова- [c.74]

В разделе Химическая термодинамика студент знакомится детально с современными методами расчета термодинамических свойств веществ и химического равновесия, в том числе и статистико-термодинамическими. При этом изложение ведется на основании суммы по состояниям системы, а не молекулы. Этот путь более строг и обладает рядом преимуществ. Учитывая, что в ряде вузов не изучается статистическая термодинамика, в главах по феноменологической термодинамике рассматриваются результаты, получаемые статисти- [c.3]

Распределения Ферми и Бозе нашли широкое применение. Здесь в первую очередь следует назвать изучение свойств электронного газа и изучение химических равновесий с его участием, а также явления сверхтекучести Не П и сверхпроводимости. [c.310]

Фазовые равновесия. Основные понятия и общие закономерности фазовых переходов. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диа1раммы состояния веществ. Бинарные растворы и основные их свойства. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах. Теоретические основы различных процессов разделения бинарных смесей. Некоторые сведения из фазовых равновесю в трехкомпонентных системах. Теоретические основы экстракции. Физико-химический анашз. [c.8]

В книге на современном уровне кратко изложены теоретические основы гравиметрии и титриметрии - образование и свойства осадков, типы химических равновесий в гомогенных и гетерогенных растворах описаны кривые титрования проанализированы ошибки в кислотно-основном, осацительном, комплексимет-рическом и окислительно-восстановительном титровании. Подробно рассмотрены аппаратура и техника проведения всех операций в количественном химическом анализе. Все расчеты проведены с учетом новых данных о величинах констант, стандартных потенциалов и т.п. [c.2]

При разработке алгорит.ма использовались упрощенные математические модели аппаратов, отражающие, однако, наиболее важные и характерные свойства реакционных и разделительных процессов. Построение таких моделей возможно при рассмотрении некоторых абстрактных аппаратов (например, колонны бесконечной высоты, реактора бесконечного объема и т.д.), функционирующих в абстрактных режимах (например, режим полного орощения в ректи-фикационно.м процессе). Такие схемы, состоящие из абстрактных агтпаратов, характеризуются минимальным набором вьфьируемых конструктивных и технологических параметров. Однако более важным является то, что анализ пре-цельньгч стационарных состояний таких схем фактически сводится к анализу структурных особенностей соответствующих диаграмм фазового и химического равновесий. [c.182]

Подобное исследование связано с изучением химического равновесия и кинетики, динамических и статических характеристик процесса, системы регулирования и экономики процесса. При этом в схемах регулирования применяются специальные средства автоматизации — анализаторы, чувствительные к мгновенным изменениям состава и фигико-химических свойств продуктов в потоке, а также регуляторы температуры, давления, расхода и уровня с ускоренной записью, обеспечивающие контроль изменений параметров с высокой точностью. Исследования процессов с помощью информационно-вычислительных машин весьма эффективны. При этом продолжительность исследований сокращается. [c.365]

Соотношения (2.6) и (2.10), полученные для смесей идеальных газов, не позволяют найти зависимость константы скорости реакции от давления, так как от давления не зависят константы равновесия Кр или Кс)- Зависимость константы скорости от давления может быть найдена, если применить (2.6) или (2.10) к идеальной смеси реальных газов. В реальных газах при достаточно высоких давлениях, когда их свойства не подчиняются закону идеального газа, вместо давления газа рассматривается его фугитивность /. Отношение фугитивности к давлению называется коэффициентом фугитив-ности 7 и характеризует отклонение газа от идеального состояния (для идеального газа / = р и 7 = 1). При низких давлениях 7 близок к единице, а при высоких давлениях может достигать больших значений (например, для этилена при 150 °С и давлении, близком к 3,6-10 Па, 7 13,5 [4]). Приближенная зависимость константы скорости реакции от давления может быть получена, если рассмотреть химическое равновесие реакции между реальными газами, а затем полученное выражение применить к процессу перехода реагирующей системы в активированное состояние. Тогда, используя (2.10), найдем [c.25]