Термодинамика систем с установившимся химическим равновесием

Приложение термодинамики к электрохимическим системам позволяет установить связь между электрической энергией электрохимической системы и изменением химической энергии протекающих в ней токообразующих химических реакций. На основании этой связи можно ввести понятия обратимая э. д. с. , равновесный электродный потенциал и дать отвечающие опыту уравнения для их концентрационной зависимости, а также успешно решить многие проблемы электрохимического равновесия. Термодинамика правильно определяет химическую энергию токообразующей реакции как источник электрической энергии электрохимических систем. Однако термодинамика, являясь наукой о наиболее общих энергетических закономерностях, не может дать представления [c.198]

На основании законов термодинамики возможно не только количественно охарактеризовать превращение химической энергии в электрическую, но и установить связь между химическими и электрическими величинами. Направление химической реакции термодинамически выражается изменением изобарно-изотермического потенциала. В случае электрохимических реакций константа равновесия окислительно-восстановительной системы (К) определяется уравнением [c.80]

Одна из важнейших проблем, связанных с соединениями переменного состава, — это их термодинамическая характеристика. Дело в том, что термодинамическая характеристика системы предусматривает прежде всего точное написание уравнения, описывающего начальное и конечное состояния системы, в которой протекает реакция или установилось химическое равновесие. Очевидно, главным условием для точного составления уравнения являются правильные формулы компонентов в том или ином фазовом состоянии и выведенные на основе правильных их формул химические коэффициенты. Это азбучное положение химической термодинамики в исследованиях соединений переменного состава систематически нарушалось, что нашло отражение в учебниках, монографиях и справочниках. В (28, 29, 30, 31] на примере конкретных реакций была показана недопустимость такого подхода, а в [31] показан ряд ошибок известного издания Национального бюро стандартов США, циркуляра № 500 (1952 г.). [c.250]

Если при некоторых условиях прямая и обратная реакции идут, а количество реагентов и продуктов в системе не меняется, это означает, что в системе установилось химическое равновесие. В соответствии со 2-м началом термодинамики при равновесии энергия Гиббса системы постоянна. Это значит, что в реакции энергия Гиббса не меняется, т.е. AGp = 0. [c.33]

На вопрос о том, пойдет ли данный процесс, например химическая реакция, самопроизвольно и какими параметрами будет характеризоваться система, когда в ней установится термодинамическое равновесие, можно получить ответ с помощью второго закона термодинамики. [c.56]

Химическая термодинамика позволяет установить принципиальную осуществимость того или иного процесса, а также ответить на вопрос о более вероятной химической реакции иа. числа возможных в данной системе позволяет рассчитать тепловой эффект реакции, что важно-для аппаратурного оформления процесса, а также константу равновесия химической реакции и тем самым ответить на вопрос о степени превращения вещества в процессе химической ре-акции. [c.49]

Дальнейшее развитие термодинамика химических равновесий получила в работах А. Ле Шателье, который установил принцип, носящий теперь его имя в системе, находящейся в состоянии равновесия, изменение условий (давления или температуры) приводит к изменению равновесия (под действием внешних сил) в направлении, при котором восстанавливаются начальные условия. [c.95]

Статистический метод основан на учении о молекулярной природе веществ, позволяющем установить связь макроскопических свойств веществ с микроскопическими свойствами молекул. Для этих целей широко применяется теория вероятностей. Так, кинетическая теория газов, исходя из допущения полной беспорядочности движения отдельных молекул газа в системе из большого числа молекул, на основе законов вероятностей установила важные соотношения между различными свойствами газа давлением, объемом, температурой и др. Представление о веществе, как о большом коллективе частиц, подчиняющихся законам механики, позволило объяснить ряд вопросов в учении об агрегатных состояниях веществ, в химической кинетике, в учении о химическом равновесии, обосновать понятия и законы термодинамики и значительно расширить область их применения. [c.5]

Образование раствора из компонентов — процесс самопроизвольный, в котором, как и в любом самопроизвольном процессе, протекающем в открытой системе, находящейся под влиянием двух внешних факторов Р и Т), AG < 0. Следовательно, термодинамическим условием образования раствора является убыль энергии Гиббса. Такой процесс будет протекать самопроизвольно до тех пор, пока в системе не установится равновесие растворяемый компонент (т., ж., г.) растворяемый компонент (раствор). При равновесии AG = = 0. Исключение составляют термодинамически неустойчивые пересыщенные растворы. С точки зрения термодинамики раствор называется насыщенным, когда химический потенциал чистого растворяемого вещества (твердого, жидкого или газообразного) равен химическому потенциалу этого вещества в растворе. [c.340]

Теоретической основой физико-химического анализа послужили классические работы Дж. В. Гиббса (1873—1876), в которых автор, исходя из обоих начал термодинамики, вывел основные законы, которым подчиняются равновесия в гетерогенных системах, образованных двумя или несколькими компонентами, дал понятие о фазах и компонентах и установил правило фаз. [c.265]

В основе анализа равновесия лежит правило фаз — оно для к-компонентных и ф-фазных систем позволяет установить число степеней свободы ф, иначе — интенсивных свойств (фактически — управляющих воздействий), которые могут быть выбраны произвольно, т.е. навязаны системе извне. В случае систем, для которых II закон термодинамики включает в качестве потенциалов температуру Т, 1), давление (р) и химический потенциал (ц), правило фаз записывается в виде [c.762]

Термодинамика играет важнейшую роль при изучении фазовых равновесий и фазовых процессов в гетерогенных системах. Термодинамическая теория дает макроскопическое описание физико-химических свойств гетерогенных систем и позволяет установить закономерности фазового равновесия, связанные с основными принципами термодинамики. С другой стороны, термодинамические уравнения находят применение при разнообразных расчетах. В частности, они позволяют рассчитать одни физические величины по экспериментальным данным о других и создают тем самым основу для косвенных экспериментов. Помимо этого, термодинамические соотношения используют для проверки экспериментальных данных и для непосредственного расче га фазовых равновесий, когда имеются формулы статистической термодинамики или полуэмпирические формулы, выражающие зависимость термодинамических функций от параметров состояния. [c.7]

В силу интенсивного развития сравнительно новой области экстракции не только не установились определенные понятия и обозначения, но еще и мало сделано в области выявления коренных, принципиальных закономерностей процесса. В целях предоставления читателям возможности сопоставления и сравнения идей в выпусках сборника публикуются статьи, отражающие различные взгляды на механизм процесса экстракции, различные подходы к обработке экспериментальных данных, к расчету и конструированию аппаратуры. Так, в теоретическом разделе первого выпуска сборника, наряду со статьей А. М. Розена, в которой развиваются представления по термодинамике экстракции, основанные прежде всего на строгом учете коэффициентов активности компонентов системы, публикуются статьи, в которых экстракционные системы рассматриваются чисто химически (связь коэффициентов распределения с химическим составом экстрагентов, предсказание выбора экстрагента на основе состава внутрикомплексных соединений, оксо-ниевый механизм извлечения ионов кислородсодержащими растворителями). В разделе экстракционной аппаратуры, наряду с работой по равновесной динамике процесса экстракции, помещены статьи, в одной из которых отмечается необходимость учета химической кинетики при расчете аппаратуры, а в другой дается аналитический метод расчета числа теоретических степеней, исходящий из величины константы равновесия реакции. [c.4]

Задачей физической химии, а точнее термохимии и термодинамики, и является определение тепловых эффектов химических реакций, их зависимости от условий и в первую очередь от температуры. Изучение тепловых явлений, сопровождающих химические реакции, а также некоторых термических свойств реагирующих веществ, а именно кх энтропий и теплоемкостей, позволяет установить общие критерии самопроизвольного течения реакции, а также критерии равновесия. При этом в результате некоторых приближений можно вывести один из важных законов химии — закон действующих масс, открытый на основании иных предположений норвежскими учеными Гульдбергом и Ваа-ге (1867). Суть дела можно свести к возможности теоретического вычисления константы равновесия (/Ср) и определению равновесного состояния реагирующей системы, а следовательно, и наибольшего возможного при данных условиях выхода (концентрации) интересующего химика продукта. [c.5]

Состояние равновесия в системе достигается тогда, когда в ней протекут все возможные естественные (самопроизвольные) процессы и в результате их установится равенство всех соответствующих интенсивных параметров (температуры, давления, химических потенциалов) для всех частей системы. Такое состояние, при неизменности внешних условий, могло бы сохраняться беспредельно долго. На этом основании равновесие нередко определяется как такое термодинамическое состояние системы, которое не изменяется во времени, причем эта неизменяемость не обусловлена протеканием какого-либо внешнего по отношению к системе процесса ( Терминология термодинамики , 1952, стр. 14). [c.17]

К концу XIX в. вопрос о природе химического сродства не был еще решен окончательно, но уже сложились две систелш воззрений о законах, которым подчиняются силы химического взаимодействия. Одна система взглядов основывалась на учении об обратимом химическом равновесии, другая — термохимическая, исходила из данных об энергетике химических реакций. Химическая термодинамика, объединив эти представления, твердо установила, что мерой сродства является свободная энергия. [c.325]

Термодинамика равновесных процессов изучает законы устойчивых состояний и применяется к системам, находящимся либо в равновески, либо близко к нему. Она рассматривает только начальное и конечное состояние системы и не описывает протекание процессов во времени. Химическая термодинамика изучает равновесие химических реакций, фазовые переходы и фазовые состояния, определяет, насколько полно протекает реакция, предвидит возможность осуществления той или иной реакции и предсказывает количество того или иного вещества в реагирующей смеси при достижении равновесия. Однако химическая термодинамика не может установить, как скоро оно наступит, так как это зависит от свойств компонентов. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология