Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Общие условия равновесия и стабильности

    Общие условия равновесия и стабильности [c.72]

    Устойчивые, метастабильные и лабильные равновесия. Общие условия равновесия для систем при постоянных Р я Т требуют при равновесии минимум энергии Гиббса (б0)р,г = 0. Дополнительное условие для вариации второго порядка определяет устойчивое стабильное равновесие системы [c.20]

    В предыдущих рассуждениях был использован второй закон термодинамики (за некоторыми исключениями, например, в 37) только в виде высказывания, что термодинамические потенциалы в состоянии равновесия принимают стационарное значение. Дальнейшее высказывание, что это стационарное значение является минимумом, составляет, как уже было кратко отмечено в 18 и 23, содержание условий стабильности. Задача данной главы полностью аналогична той, которая обсуждалась в гл. IV и V для условий равновесия. Теперь речь идет о том, чтобы из общей формулировки условий стабильности в 18 и 23 при помощи фундаментального уравнения вывести в явном виде следствия. Этим ограничивается задача. Формально нужно теперь исследовать вариации термодинамических потенциалов более высокого порядка. В рамках термодинамики для четкой трактовки рассматривают, как и в случае условий равновесия, только такие возможные возмущения, которые можно выразить через величины состояния. Это ограничение допускает для гомогенной системы при условиях равновесия лишь обсуждение равновесий, которые можно представить через внутренние параметры. Для условий стабильности гомогенной системы даже при исключении внутреннего равновесия постановка вопроса оказывается не тривиальной. Фактически, как будет видно, остальные проблемы стабильности, если отвлечься от химического равновесия, можно свести к проблеме стабильности гомогенной фазы. Вопрос стабильности химического равновесия является сравнительно простым, и позднее можно будет удовлетвориться некого- [c.198]


    Принцип равновесия представляет собой самое общее выраже-ние условий равновесия для систем любого типа — как гомогенных, так и гетерогенных. Он позволяет получить в развернутом виде условия термодинамического равновесия между фазами,, определить типы равновесий и установить условия термодинамической устойчивости фаз (условия стабильности). По своему содержанию принцип равновесия близок ко второму началу термодинамики, его можно рассматривать как одну из формулировок второго начала в применении к равновесным системам. [c.6]

    Кривая ё х) (рис. 1.3, б) построена для температуры Т в силу условий равновесия и устойчивости эта кривая должна иметь такой вид, чтобы в точках, отвечающих сосуществующим стабильным фазам, к ней было бы можно провести общую касательную (этим обуславливается равенство химических потенциалов компонентов в равновесных фазах). В области устойчивых состояний кривая (х) должна быть вогнутой к оси х, т. е. [c.16]

    Для устойчивого (стабильного) равновесия всякое бесконечно малое воздействие на систему вызывает только бесконечно малое изменение ее состояния, но не может вызвать конечного изменения состояния. Общее условие устойчивого равновесного состояния системы при постоянных температуре, давлении и составе заключается в том, что система в этом состоянии обладает минимальной (по сравнению с другими возможными состояниями) энергией Гиббса G. Следовательно, при всех процессах, не нарушающих постоянства температуры, давления и состава системы, величина G остается постоянной или возрастает. Таким образом, для равновесных систем dG = 0 и d2G>0. [c.194]

    Развиваемые представления позволяют охватить и проанализировать с общих позиций и в единых терминах условия существования стабильных коллоидных эмульсий ограниченно взаимно растворимых жидких фаз при приближении к критической точке, равновесие между свободной мицеллярной системой и соответствующим коагулятом (кристаллогидратом), самопроизвольное диспергирование компактной фазы (жидкого или твердого тела, в частности, с заданной дисперсной структурой) при резком понижении а на границе с окружающей средой и самопроизвольное дезагрегирование дисперсной структуры, например, глобулярного типа, связанное лишь с преодолением контактных взаимодействий (пептизацию коагулята). Эти представления распространяются и на поведение концентрированных дисперсий, а именно — их структурно-реологические характеристики (подвижность, прочность). Эти представления о лиофильности имеют весьма общий характер и приложимы к широкому кругу объектов, явлений и процессов в ряде смежных областей [46—55]. [c.45]


    Равновесное состояние всякой системы зависит от значения как параметров, описывающих свойства самой системы, так и от параметров, определяющих условия ее существования. Если параметром является величина переменная, то от ее значения может зависеть, например, число фаз равновесной системы. Само понятие равновесия, как это видно из предыдущего материала, не является однозначным исходя из общих условий термодинамического равновесия, приходим к понятиям равновесия стабильного, равновесия метастабильного и равновесия неустойчивого, или лабильного. [c.348]

    Физико-химический анализ позволил в общем виде установить взаимодействие разнообразных солей в растворах, растворимость каждой из этих солей и изменение растворимости в зависимости от условий среды, температуры, времени и других факторов и, наконец, условия выделения той или иной соли, отдельно или совместно из насыщенных растворов. Полученные результаты позволили определить порядок, в котором осаждаются различные соли, и установить рациональную классификацию растворов, исходя из состава твердых солей, находящихся в равновесии с раствором. Таким образом, было установлено различие между равновесиями стабильными и равновесиями лабильными (метастабильными), довольно распространенными в природе. [c.179]

    Далее следует принять во внимание, что критерий стабильности Гиббса представляет собой очень общую и поэтому очень абстрактную формулировку (она охватывает также метастабильные равновесия, так как при этом в явном виде не используется ограничение пункта а.). Его значение заключается в том, что он, с одной стороны, за счет простых рассуждений получается из второго закона термодинамики, с другой — делает возможным вывод всех остальных общих и частных условий стабильности чисто математическим путем. [c.202]

    Следует обратить внимание на то, что приведенные положения являются совершенно общими и могут быть получены из уравнений Вант-Гоффа, соответственно Планка— Ван Лаара, только для частного случая идеального газа. Это основано на том, что при химическом равновесии в идеальной газовой смеси условие стабильности (44.2) выполняется автоматически. [c.220]

    Гиббса интересовал вопрос как изменится химический потенциал растворителя при постоянном давлении Р и постоянной температуре Т, если к чистому растворителю добавить бесконечно малую массу (в г) растворенного вещества щ на Шх растворителя. На этот вопрос термодинамика может ответить только одно от прибавления растворенного вещества к растворителю химический потенциал последнего, по условиям стабильности, должен либо уменьшиться, либо оставаться без изменения. Если химический потенциал растворителя уменьшается, то интересно было бы выяснить, каковы закономерности этого уменьшения и существует ли общий закон для всех растворов. Ответ на эти вопросы дали экспериментальные данные о фазовых равновесиях между растворителем в бесконечно разбавленном растворе и этим же растворителем в чистом состоянии [1]. Несмотря на скудность этих экспериментальных данных во времена Гиббса, он верно обнаружил основной закон  [c.11]

    Следует отметить, что данный метод особенно удобен для исследования термической стабильности в изотермических условиях, так как температурное равновесие может быть достигнуто очень быстро. При разложении полистирола (навеска 0,2 мг) при температуре 365° С скорость разложения постепенно возрастает и достигает максимума через 8 мин. Скорость разложения, соответствующая этому моменту, составляет 5% от общей площади регистрируемого пика в минуту. Эти результаты хорошо коррелируются с данными, полученными при нагревании образца с постоянной скоростью, согласно которым скорость разложения полистирола, равная 5%/жцк, достигается при температуре 370° С. [c.167]

    После смешения присадок в базовом масле в системе на определенном энергетическом уровне устанавливается своеобразное динамическое равновесие коллоидные образования из поверхностно-активных присадок окружены сольватными оболочками из стабилизирующих компонентов системы, препятствующих процессу коагуляции. Сольватация и коагуляция - два основных процесса, определяющих стабильность системы во времени. Выпадание присадок из масла может произойти как в условиях применения, так и при хранении масел. В связи с этим в дальнейшем будут рассмотрены общие факторы, определяющие коллоидную стабильность товарных продуктов, и специфические, применительно к условиям производства, применения и хранения масел. Определенная специфика в исследовании и регулировании коллоидной стабильности характерна и для каждой группы масел в зависимости от их назначения (моторные, индустриальные, трансмиссионные и др,). [c.23]

    Образование свободного протона из атома водорода сопровождается затратой энергии ионизации /н, которая существенно превосходит значения, соответствующие отрыву одного электрона от атомов других элементов, образующих в растворе стабильные одноатомные одновалентные катионы. Энергия ионизации атома водорода [1, 2] составляет 13,595 эв, или 313,22 ккал-г-атом , -откуда следует, что в равновесии с На или другими водородсодержащими молекулами в обычных условиях не могут существовать свободные протоны в заметной концентрации . Образование протонов в значительном количестве возможно только в результате их стабилизации, обусловленной выделением большой свободной энергии за счет присоединения протона, или, в более общем случае, его сольватации. [c.55]


    Задачей термодинамической теории является описание условий стабильности отдельных фаз и областей, отвечающих их сосуществованию. В общем случае нет никаких ограничений для числа фаз, возможных в данной системе. Например, для воды известно шесть типов льда. Для углерода известны две твердые фазы, но жидкий углерод до сих пор не получен — этому отвечают пока экспериментально недостижимые значения температур и давлений. Однако при равновесии в системе число одновременно существующих фаз не является произвольным. Оно определяется правилом фаз Гиббса. [c.165]

    Развитие прекращается и наступает стабильное равновесие, когда общая энтропия достигает максимального значения. Уравнение (XI, 22) есть условие максимума только в том случае, если вторая вариация общей энтропии меньше нуля  [c.268]

    Во всех случаях стабильного и метастабильного равновесия фаз должно соблюдаться правило рычага, которое вытекает из условия сохранения общего количества данного компонента. Однако обратное неверно соблюдение правила рычага не говорит о том, что фазы находятся в равновесии. [c.90]

    Так как при преобразовании Лежандра полностью сохраняется физическая информация, то можно сформулировать общие условия равновесия и стабильности также при помощи результата преобразования Лежандра фундаментального уравнения, т. е. термодинамических потенциалов или функций Массье — Планка. Проведем эти преобразования для термодинамических потенциалов, а для функций Массье — Планка, поскольку доказательство производится аналогично, дадим лишь конечный результат. [c.112]

    В капнл.иярной хроматографии растворитель наносят не на носи-.тель, а непосредственно на внутренние стенки капилляра. Отсутствие зернистого носителя приводит к устранению вихревой диффузии, с5 щественно влияющей на общее размывание в газо-нащкостн(ЛЕ хроматографии. Благодаря особенностям равновесия пленок смачивающих жидкостей на твердых телах в капиллярной хроматографии осуществляются условия, обеспечивающие стабильность топквх пленок. [c.111]

    Потенциалы ц/,. и. Ноо означают приходящиеся на один моль химические потенциалы малого и бесконечно большого кристаллов, определяемые расстояниями ЛгОт центра. Таким образом, разность ц/,. — Цоо равна изменению свободной энергии при переходе одного моля малого кристалла в кристалл бесконечных размеров. Повышение давления пара Ар/р ., данное в формуле (13. 15) как функция величины кристалла, практически заметно только у маленьких кристалликов. Для макроскопических кристаллов оно очень мало и у кристаллов, размер которых измеряется сантиметрами, имеет порядок величин 10- —10 . Типичными значениями являются, например, а,= 100 эрг/см , Ы— см, У=25 см , 7 ==300°К, =8,31-10 эрг1град-моль. Отсюда получают Ар/рсо=2-10 . Поэтому химический потенциал макроскопического кристалла практически равен потенциалу бесконечно протяженного кристалла. Это значит, что макроскопические кристаллы в общем случае нельзя считать построенными по Вульфу, т. е. как тела с минимальной поверхностной энергией. Только при субмикроскопических размерах кристалла различия в упругости пара по сравнению с бесконечно большой поверхностью, а также разница между стабильными и неустойчивыми гранями кристалла становятся настолько велики, что пропорциональность между расстоянием грани от центра и свободной поверхностной энергией будет действительно наблюдаться. В этом случае образование граней практически сможет протекать в соответствии с условием равновесия Гиббса — Вульфа. [c.321]

    В предыдущих главах были рассмотрены главным образом те аспекты теории валентности, которые позволяют получить сведения о структуре и стабильности молекулы в основном состоянии. Если эта теория удовлетворительна, можно надеяться получить также полезную информацию о структуре и стабильности возбужденных и реагирующих молекул. Вот несколько типичных вопросов, которые ставят перед теорией химики-органики почему монофторуксусная кислота = 2,2-10" ) сильнее, чем уксусная кислота К = 1,8-10" ) почему толуол нитруется быстрее, чем бензол, и при этом образуется преимущественно 2- и 4-нитротолуол, а в то же время нитрование нитробензола происходит чрезвычайно медленно по сравнению с бензолом и приводит почти исключительно к образованию т-динитробензола. Трудности, возникающие при теоретическом рассмотрении подобного рода задач, весьма значительны, так как в таких случаях энергетическое различие между двумя направлениями реакции очень мало, а число факторов, определяющих направление реакции, может быть очень велико. С другой стороны, в физической органической химии имеется значительно больше, чем в других областях химии, надежных данных, касающихся кинетики и условий равновесия реакций. На основе этих данных химики-органики развили эмпирические теории, которые оказались в общем чрезвычайно п.тодотворными. Рассмотрим эти теории и выясним, в какой степени они могут быть приспособлены к понятиям и методам квантовой механики. [c.394]

    Дифференциальное уравнение Ван-дер-Ваальса. В наиболее общем виде принцип смещения вдоль линии фазового равновесия дан Ван-дер-Ваальсом, который получил дифференциальное уравнение двухфазного равновесия в двухкомпонентной системе. Уравнение Ван-дер-Ваальса в сочетании с условиями стабильности, выведенными Гиббсом, позволяет дать исчерпывающую характеристику термодинамических свойств двухфазных систем. На его основе возможно рассмотрение и анализ диаграмм состояния, в связи с чем мы остановимся на его обосновании более подробно. [c.228]

    Отсутствие общей теории приготовления катализаторов на протяжении многих десятилетий вынуждало пользоваться эмпирическими правилами. Крупным вкладом в катализ, заполнившим этот пробел, явилась теория пересыщения, предложенная С. 3. Рогинским в 1935—1941 гг. и представляющая собой общую теорию каталитически активной поверхности твердой фазы, теорию, которая учитывает кинетические и термодинамические условия образования катализатора. С. 3. Рогинский показал, что активный катализатор представляет собой вещество, имеющее избыток свободной энергии, который можно определить по теплоте растворения, упругости пара или иным путем. Из сказанного следует, что активный катализатор можно получить только из систем, в свою очередь обладающих избытком свободной энергии. Таким образом, для приготовления вещества в метастабильном состоянии и для получения наибольшего пересыщения в твердом теле необходимо выделение твердой фазы производить из мета-стабильной системы, отстоящей как можно дальше от состояния термодинамического равновесия. Выводы теории С. 3. Рогинского хорошо подтвердились на большом числе специально изученных систем. Следствием теории является утверждение о целесообразности применения повышенной скорости пропускания водорода при приготовлении металлических катализаторов восстановлением окислов металлов (получение железных катализаторов для синтеза аммиака <С, С. Лачинов), никеля для гидрогенизации органических веществ (С. 3. Рогинский, Д. П. Добычин), молибденового катализатора для деструктивной гидрогенизации нефтяных продуктов (Г. Н. Маслянский, Ф. С. Шендерович и др.). Поверхность катализатора почти всегда имеет активные центры различной структуры, этим объясняется разнообразие направлений одновременно протекающих на катализаторе реакций. Получение катализаторов с активными центрами определенной структуры могло бы позволить селективно ускорять лишь одну из нескольких термодинамически возможных реакций. Теория пересыщения, являясь общей теорией приготовления каталитически активных поверхностей, не позволяет предвидеть условия образования специфических структур избирательно действующих катализаторов, т. е. не связана с определенной моделью активной поверхности. [c.7]

    Что касается самого факта ингибирования кислотой, то его легко объяснить смещением серии протолитических равновесий (2) и (4) в схеме 8 в неблагоприятную для процесса сторону. Конкуренция между взаимодействиями (1) и (1а) возникает в более щелочных растворах. Молекула алкена в этих условиях атакуется как молекулой водн, таки гидроксил-анионом. Активность гидроксил-аниона зависит от природы алкена, но, в общем, можно считать, что он в 10 —10в раз более сильный нуклеофил, чем молекулы воды. Небезынтересно отметить, что такое же отношение активности ОН" и HjO наблюдается и нри взаимодействии их с насыщенным атомом углерода [318]. Если проводить процесс расщепления алкена в буферных растворах, содержащих увеличивающиеся концентрации ( 2H5)5N/( 2H6)3N H l в спиртовой среде, то реакция ускоряется однако во фталатном буфере этого не наблюдается. Разница во влияниях триэтиламинного и фталатного буферов на скорость расщепления объясняется тем, что первый по своим свойствам гораздо в большей степени отклоняется от идеального раствора, чем второй. Однако эти же факты можно объяснить, допуская, что каталитический коэффициент отщепления протона в стадиях (2) и (4) для фталат-аниона меньше, чем для триэтиламина. Скорость процесса можно повысить, увеличив долю воды в реакционной среде. По-видимому, вода влияет на процесс двояким образом. Увеличение ее концентрации влияет на скорость в соответствии с общими законами кинетики, и, кроме того, в более полярной среде возрастает стабильность промежуточного продукта 141, обладающего цвиттерионным строением. [c.323]

    Существуют исключения из приведенного выше общего правила для стереохимии реакций Дильса — Альдера. В большинстве случаев эти исключения связаны с обратимостью реакций значение диссоциации возрастает при повышении температуры. Условия, способствующие диссоциации, могут также привести к геометрической изомеризации как диена, так и диенофила. Обычно экзо-конфигурация оказывается при этом более стабильной, чем эн9о-конфигурация, и если время реакции достаточно для достижения равновесия, то экво-изомер может оказаться основным продуктом. Таким образом, сте-реохимическое правило применимо только в том случае, если при реакции осуществляется кинетический контроль (см. стр. 172 и 237). [c.242]

    В первой статье по межфазному катализу Старкс [7] показал, что в октаноне-2 легко происходит обмен под действием 5%-ного раствора ЫаОО в тяжелой воде. Также сообщалось [52], что бисульфат тетрабутиламмония катализирует обмен дейтерий — водород в некоторых тиазолах. Систематическое изучение реакции показало, что на ее скорость оказывают влияние температура и концентрация катализатора положение равновесия зависит от характера заместителя в гетероцикле. Однако в общем случае скорости реакции большие и процент обмена высокий. В одной из работ, посвященных реакциям изотопного обмена солей сульфония в межфазных условиях, установлено, что на скорость реакции оказывают влияние как природа растворителя и мицеллярные эффекты, так и стабильность образующихся карбанионов [53]. [c.169]

    Можно искусственно создать условия, позволяющие проследить дальнейшие изменения в сплаве на пути к достижению термодинамического равновесия. Так, закалка при 200° дает начало существованию-новой метастабильной фазы 6, имеющей состав СиАЬ и структуру типа СаРг. Размеры ячейки этой фазы таковы, что плоскост , в которых располагаются атомы А1, по форме и размерам соответствуют плоскостям из атомов А1 в твердом растворе. Таким образом, твердый раствор может непрерывно переходить через общие плоскости из атомов А1 в 0 -фазу. Эта фаза самостоятельно существовать не может, и если связь с твердым раствором нарушается, то она превращается в стабильную форму uA 2, имеющую специфическую структуру, описываемую ниже (стр. 290). [c.280]

    Сульфат магния в безводном состоянии практически не выделяется в естественных условиях. Кристаллогидраты общей формулы М5504 Д Н20 образуют четыре стабильных вещества (х = 1, 6, 7, 12) и два метастабильных (х — 4, 5). Равновесия между отдельными фазами характеризуют следующие показатели  [c.192]


Смотреть страницы где упоминается термин Общие условия равновесия и стабильности: [c.520]    [c.520]    [c.90]    [c.108]    [c.127]    [c.105]    [c.279]    [c.148]    [c.89]    [c.150]    [c.234]   
Смотреть главы в:

Химическая термодинамика -> Общие условия равновесия и стабильности




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Общие условия равновесия

Стабильное равновесие

Условия равновесия



© 2025 chem21.info Реклама на сайте