Энергия Гиббса образования и свойства веществ

ЭНЕРГИЯ ГИББСА ОБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ [c.28]

Справочник Термодинамические свойства индивидуальных веществ , выпущенный в 1962 г. коллективом авторов (Л. В. Гурвич, Г. А. Хачкурузов, В. А. Медведев и др.) под редакцией В. П. Глушко содержит данные о теплотах образования (АЯ ) при 298,15 и при О К, теплоемкости (Ср), энтальпии (Яг — Яо), энтропии (5г), функции энергии Гиббса (Сг — Яо)/Г, функции /г при базисной тем-, пературе 293,15 К, lgK реакций образования или диссоциации при [c.75]

Здесь приведены температуры и энтальпии полиморфных переходов, плавления, испарения и сублимации. Для веществ во всех агрегатных состояниях твердом (кристалл, стекло), жидком (включая переохлажденную жидкость) и газообразном (реальный и идеальный газ) — даны теплоемкость, энтропия, энтальпия и приведенная энергия Гиббса. Для веществ в состоянии идеального газа в некоторых случаях даны также энтальпия, энергия Гиббса и логарифм константы равновесия реакции образования. В справочник включены только экспериментальные калориметрические данные о теплоемкости твердых, жидких и газообразных веществ и теплотах их фазовых превращений и основанные на таких данных значения термодинамических свойств веществ в конденсированном состоянии. Для веществ в состоянии идеального газа принимались в первую очередь результаты расчетов, выполненных методами статистической термодинамики, а также наиболее надежные результаты, полученные сравнительным методом или методом инкрементов. Если таблицы термодинамических свойств в отобранной работе содержали также данные об энтальпии, энергии Гиббса и константе равновесия реакции образования, то такие данные включались в справочник без критического их рассмотрения. [c.4]

Устойчивость системы и термодинамические функции реакции образования сложных соединений из простых веществ. Как следует из свойства энергии Гиббса, устойчивость вещества растет с уменьшением AG реакции его образования. [c.71]

Энергии Гиббса реакции, в том числе и стандартные, люжно вычислять на основании обобщенного закона Гесса. Поскольку речь идет о свойстве системы, его изменение не зависит от пути протекания процесса, а следовательно, можно комбинировать ДО для различных реакций, так же как на основании закона Гесса комбинируют тепловые эффекты. Так, в таблицах термодинамических величин можно найти стандартные энергии Гиббса образования ацетилена и метана из простых веществ [c.139]

Абсолютные значения энергии Гиббса системы определить невозможно, поскольку в энергию Гиббса входит величина энтальпии. Величину энергии Гиббса можно лишь выразить в виде разности энергий Гиббса двух различных состояний, одно из которых принято за стандартное. В гл. VIII приведены термодинамические величины для стандартного состояния каждого из элементов, входящих в органические соединения, а также данные для некоторых важных неорганических соединений. Аналогичные величины для стандартных состояний органических веществ представлены в виде таблиц в последующих главах. Эти таблицы содержат величины энергии Гиббса, отвечающие образованию соединения в его стандартном состоянии из элементов, находящихся в своих стандартных состояниях. Для соединений в качестве стандартного желательно выбирать такое состояние, которое отвечало бы наибольшему удобству при использовании, поэтому для большинства приведенных соединений в качестве стандартного используется состояние гипотетического идеального газа при давлении 1 атм. Для некоторых соединений, обладающих очень низким давлением пара, термодинамические данные указаны для твердого или жидкого состояния. В принципе стандартное состояние идеального газа можно использовать непосредственно в расчетах при малых давлениях газовой фазы при расчете термодинамических свойств веществ при более высоких давлениях нетрудно внести соответствующие поправки к свойствам вещества в состоянии идеального газа, обусловленные его неидеальным поведением при высоком давлении. Энергия Гиббса, связанная с образованием соединения в стандартном состоянии идеального газа, чистой жидкости или в твердом состоянии при давлении 1 атм из элементов, взятых в их стандартных состояниях, называется стандартной энергией образования Гиббсаи обозначается надстрочным индексом градус AGf. [c.135]

Пористые мембраны представляют гетерогенные системы с весьма развитой поверхностью раздела твердое тело (матрица)— газ. Известно, что состояние газа или жидкости вблизи поверхности раздела фаз отличается от свойств той же среды в большом объеме. Особенности поведения веществ в этой области принято называть поверхностными явлениями. Термодинамически поверхностные явления трактуются как проявление особого вида взаимодействия системы, которое характеризуется уменьшением свободной энергии Гиббса при переходе вещества из объемной в поверхностную фазу. Убыль свободной энергии Гиббса пропорциональна площади поверхности и количественно определяется работой, которую необходимо затратить на образование поверхности или перемещения массы из объема в поверхностный слой в изотермическом процессе. Следовательно, речь идет о существовании потенциала поверхностных сил. [c.42]

В монографии исследуются связи между строением молекулы, ее свойствами и свойствами вещества, состоящего из этих молекул, с целью создания полуэмпирических методов предсказания свойств широких классов химических соединений. Приведены конкретные формулы для полуэмпирического расчета таких характеристик, как энергия, энтальпия, энтропия, потенциал Гиббса (изобарно-изо-термический потенциал), свободная энергия (изохорно-изотермический потенциал), энергия образования веществ в газовой и жидкой фазах и др. [c.159]

Таким же путем может быть рассчитана стандартная энергия Гиббса образования СаС (к), его энтропия и т. п. Широко используются термодинамические свойства ионов и при проведении других термодинамических расчетов (констант равновесия, тепловых эффектов реакций и т. п.). Стандартные термодинамические свойства ионов, как и любых индивидуальных веществ, связаны соотношением [c.447]

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]

Вода относится к числу наиболее распространенных в природе веществ. Она играет исключительно важную роль в природе, в жизнедеятельности растений, животных и человека, а также в технологических процессах в различных отраслях народного хозяйства. На тепловых и атомных электростанциях, например, вода является основным рабочим веществом — теплоносителем, а на гидроэлектростанциях — носителем механической энергии. Исключительная роль воды в природе и технике обусловлена ее свойствами. Вода — термодинамически устойчивое соединение. Стандартная энергия Гиббса образования жидкой воды при температуре 298 К равна —237,57 кДж/моль, водяного пара —228,94 кДж/моль. Соответственно константа диссоциации водяного пара на водород и кислород очень мала [c.370]

Бода, молекулы которой включают тяжелые изотопы водорода и кислорода, обобщенно называется тяжелой водой. Однако под тяжелой водой прежде всего имеют в виду дейтериевую воду ВгО . В природной воде 99,73% приходится на обычную воду НгО . Из тяжелых разновидностей в природной воде больше других содержится НгО (0,2 мол. доли, %), НгО (0,04 мол. доли, %) и НВО (0,03 мол. доли, %). Содержание остальных разновидностей тяжелой воды, в том числе и тритиевой ТгО, составляет не более мол. доли, %. Химическое строение молекул тяжелой воды такое же, как у обычной, с очень малыми различиями в длинах связей и углах между ними. Однако частоты колебаний в молекулЕ1Х с тяжелыми изотопами заметно ниже, а энтропия выше, чем в протиевой воде. Химические связи В—О и Т—О прочнее связи Н—О, числовые значения изменения энергии Гиббса реакций образования В2О и ТгО более отрицательны, чем для Н2О (-190,10, -191,48 и -185,56 кДж/моль соответственна). Следовательно, прочность молекул в ряду НгО, В2О, Т2О растет. Для конденсированного состояния разновидностей тяжелой воды также характерна водородная связь. Лучше других исследованы свойства дейтериевой воды В2О, которую обычно и называют тяжелой водой. По сравнению с НгО она характеризуется большими значениями плотности, теплоемкости, вязкости, температур плавления и кипения. Растворимость большинства веществ в тяжелой воде значительно меньше, чем в протиевой. Более прочные связи В—О приводят к определенным различиям в кинетических характеристиках реакций, протекающих в тяжелой воде. В частности, протолитические реакции и биохимические процессы в ней значительно замедлены. Вследствие этого тяжелая вода является биологическим ядом. Получают тяжелую воду многоступенчатым электролизом воды, окислением обогащенного дейтерием протия, изотопным обменом между молекулами воды и сероводорода с последующей ректификацией обогащенной дейтерием воды. [c.301]

Химические свойства простых веществ. В химических реакциях металлы обычно выступают как восстановители. Неметаллы, кроме фтора, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. При этом характер изменения восстановительной и окислительной активности простых веществ в группах и подгруппах существенно зависит от природы партнера по реакции и условий осуществления реакции. Обычно в главных подгруппах проявляется общая тенденция с увеличением атомного номера элемента окислительные свойства неметаллов ослабевают, а восстановительные свойства металлов усиливаются. Об этом, в частности, свидетельствует характер изменения стандартной энергии Гиббса образования однотипных соединений. Например, в реакции окисления хлором металлов главной подгруппы [c.259]

Таким образом, термодинамические характеристики образования идеального раствора показывают, что в этом процессе энергия Гиббса уменьшается, энтропия возрастает, а энтальпия, теплоемкость, внутренняя энергия и объем не меняются. Только при одновременном выполнении всех этих условий раствор является идеальным. Иногда эти условия называют законами идеальных растворов. Приближаются по своим свойствам к идеальным растворам, например, смеси оптически активных изомеров, смеси изотопов, смеси некоторых неполярных органических веществ, таких, как бензол — толуол, некоторые расплавы. [c.355]

Обобщен обширный материал по термодинамическим свойствам веществ, относящихся к различным классам кислородсодержащих органических соединений. Даны критические обзоры литературных данных и таблицы рекомендуемых значений. Приводятся величины теплоемкости, энтальпии, энтропии, энергии Гиббса, теплот фазовых превращений, теплот образования и термодинамических констант для твердого, жидкого и газообразного состояния вещества. [c.304]

По термодинамическим свойствам растворы классифицируют на идеальные и неидеальные. Идеальным называют раствор, в процессе образования которого уменьилается энергия Гиббса, возрастает энтропия, а объем, энтальпия, внутренняя энергия и теплоемкость не меняются. Невыполнение одного из этих условий приводит к образованию неидеального раствора. Идеальные растворы подчиняются законам Вант-Гоффа и Рауля, связывающих моляльную концентрацию раствора с такими его свойствами, как осмос, понижение давления пара растворителя над раствором, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания. Эти свойства называют коллигативными, поскольку они зависят только от концентрации, но не зависят от природы растворенного вещества. [c.23]

Если чистые вещества растворимы друг в друге, то образование из них раствора происходит самопроизвольно и, следовательно, сопровождается уменьшением энергии Гиббса. Обычно при образовании растворов выделяется или поглощается тепло и изменяется объем. При переходе вещества в раствор его свойства изменяются, например способность вступать в химические реакции или испаряться. Эти изменения объясняются тем, что между компонентами раствора существует взаимодействие. Например, растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением большого количества тепла. Здесь взаимодействие имеет отчетливо выраженный химический характер. В сжиженном воздухе — растворе азота, кислорода и инертных газов — взаимодействие между молекулами имеет физическую природу и гораздо слабее. [c.61]

Метод термодинамического анализа, базирующийся на использовании величин энергии Гиббса, позволяет рассмотреть поведение той или иной системы реагирующих веществ при высоких давлениях и температурах. При этом следует подчеркнуть, что выводы о равновесных свойствах системы, полученные с помощью термодинамики, основываются только на данных по теплотам и энергиям образования веществ, участвующих в данном процессе. [c.192]

Для того чтобы можно было производить алгебраические действия с AGi отдельных веществ с целью определения AG процесса, необходимо, чтобы все ДО,-были отнесены к одинаковым стандартным условиям. Напомним, что величины энергии Гиббса ДС.298 (ДСг) образования данного вещества при данной температуре (298,15 К или Т) отвечают для газов р = 101,3 кПа (свойства идеального газа), для индивидуальных твердых и жидких тел их состоянию в чистом виде при р — = 101,3 кПа, а для компонентов раствора (в том числе и для ионов) [c.108]

Справочник У. Д. Верятина и др. Термодинамические свойства неорганических веществ под редакцией А. П. Зефирова содержит для большого числа веществ значения теплот образования (АЯ , 293), энтропии (Згэз), параметров фазовых переходов, коэффициентов уравнений, выражающих температурную зависимость теплоемкости, давления насыщенного пара и изменения энергии Гиббса при реакциях образования (АСг . г), а также термодинамические свойства металлических сплавов. Данные приведены из разных источников. Наряду с этим приводятся характеристики кристаллической структуры веществ. Все величины, зависящие от единиц измерения энергии, выражены параллельно через джоули и термохимические калории. [c.76]

В книге сделана попытка обобщить сведения о пожарной опасности нагревания химических веществ, взаимодействия веществ с водой, окислителями об использовании энергии Гиббса для оценки пожарной опасности, образовании пожаровзрывоопасных смесей, возникновении источников зажигания и их предотвращении. Даны рекомендации по использованию огнетушащих средств в зависимости от свойств горящего вещества. [c.3]

Выделение систем с определенным размером частиц в особый класс коллоидных систем не является чисто формальным. Высокая дисперсность придает веществам новые качественные признаки повышенную реакционную способность и растворимость, интенсивность окраски, светорассеяние и т. п. Резкое изменение свойств вещества с повышением дисперсности связано с быстрым увеличением суммарной поверхности раздела между частицами и средой. Большая поверхность раздела создает в коллоидных системах большой запас поверхностной энергии Гиббса, который делает коллоидные системы термодинамически неустойчивыми, чрезвычайно реакционноспособными. В этих системах легко протекают самопроизвольные процессы, приводящие к снижению запаса поверхностной энергии адсорбция, коагуляция (слипание дисперсных частиц), образование макроструктур и т. п. Таким образом, самые важные и неотъемлемые черты всякой дисперсной системы — гегетрогенность и [c.365]

Авторами этой книги была просмотрена вся литература до 1 января 1966 г. Для 741 чистого органического вещества приведены таблицы значений теплоемкости, энтропии, энтальпии и энергии образования Гиббса для состояния идеального газа в интервале температур от 298 до 1000° К. Примерно для 4400 органических соединений по возможности наиболее полно приведены значения энтропий, энтальпий и энергий образования Гиббса для состояния идеального газа и конденсированного состояния при 298° К. Поскольку лишь некоторые органические вещества устойчивы выше 1000° К (727° С), таблицы были ограничены интервалом температур от 298,15 до 1000°К. В книге рассматриваются некоторые закономерности между термодинамическими свойствами углеводородов и других классов органических соединений, полезные при оценке термодинамических свойств соединений, не изученных экспериментально. [c.15]

Трудно переоценить роль воды в технике, сельском хозяйстве и медицине, а также в технологических процессах в различных отраслях народного хозяйства. На тепловых и атомных электростанциях, например, вода является основным рабочим веществом - теплоноси-телем, а на гидроэлектростанциях - носителем механической энергии. Исключительная роль воды в природе и технике обусловлена ее свойствами. Вода — термодинамически устойчивое соединение. Стандартная энергия Гиббса образования жидкой воды при температуре 298 К равна -237,57 кДж/моль, водяного пара -228,94 кДж/моль. [c.388]

Идеальные растворы отличаются тем, что при любых концентрациях и температурах для всех компонентов раствора справедлив закон Рауля p =p Ni, pi = p Ni, Рз = р1 з и т. д. Такие растворы (эбразуют вещества, близкие по своей природе, напримгр бензол и толуол, растворы жирных углеводородов, растворы изотопов (например, раствор тяжелой воды ПгО в обычной Н2О). Идеальные растворы вследствие близости свойств составляющих их веществ образуютс без изменения объема и без теплового эффекта, т. е. АН = 0. Как и при любом физико-химическом процессе, изменение энергии Гиббса при образовании раствора определяется уравнением G=AH—TAS. Так как в случае идеального раствора АН = 0, то AG =—TAS. Это означает, что образование совершенного раствора определяется лишь увеличением энтропии при смешении веществ. [c.75]

Безэнтропийный расчет АОгэв является" очень важным, методом Об этом можно судить хотя бы по тому, что теплота образования АЯ дз известна примерно для 2,5 тысяч неоргани ческих соединений и только меньше чем для одной трети из них. известны одновременно и значения энергии Гиббса или Гельмгольца Значения А( 2Э8 ккал/моль более чем 600 веществ приведены в книге М X Карапетьянца Методы сравнительного расчета физико-химичрских свойств На огромном числе примеров показано, что точность этого метода расчета практически лимитируется точностью экспериментального определения АН° [c.61]

Это выражение связывает температуру и активность компонента А в жидкости, находящейся в равновесии с твердой фазой А. Из анализа фазовых диаграмм и термодинамических данных (теплоты плавления и растворения) можно найти зависимость активностей от состава растворов, а следовательно, оценить и концентрационную зависимость свободной энергии Гиббса (G), энтропии (S) и химического потенциала .i dG/dti [81. В некоторых случаях можно получить удовлетворительное описание свойств растворов, если свободную энергию (G) выразить через активности и принять, что энтропи i идеально зависит от концентрации (х) (см. Гильдебранд I9J). Это соответствует уравнению Ван-Лаара (111.18), где Р = onst, и не зависит от состава (х). Было обнаружено, что такое поведение определяет ход кривой ликвидуса в системах, образованных германием и кремнием с многими растворенными веществами 10]. Другой пример достаточно простого поведения ( простые смеси) приводится в монографии Гуггепгейма (11). Кривые ликвидуса для систем, образующих химическое соединение, рассматриваются в разд. V. 1. [c.99]

Вопросы для самопроверки 1. Охарактеризуйте элементы VIА подгруппы, исходя из их положения в периодической системе. Какие степени окисления характерны для этих элементов В каком виде эти элементы встречаются в природе 2. Какие аллотропные модификации известны для серы, селена и теллура Как меняется состав молекулы серы, селена и теллура для разных модификаций 3. Как в ряду S — Se — Те — Ро изменяется окислительновосстановительная активность элементов 4. Как от серы к полонию изменяется склонность к образованию 5р -гибридных орбита-лей при возникновении химической связи 5. Какие соединения с водородом образуют элементы VI А подгруппы Как меняется устойчивость, окислительно-восстановительные и кислотные свойства водородных соединений в ряду от серы к полонию 6. На основании ЛН298 и S 298 веществ H2S, НгЗе, НгТе вычислите изменение энергии Гиббса (AG gg) для них и определите, какие из них [c.49]

Растворы ПАВ молекулярно-дисперсны вплоть до ККМ, что четко подтверждается результатами измерений осмотического коэффициента [И]. Коллигативные свойства растворов ПАВ также вплоть до ККМ отклоняются от свойств идеальных одноодновалентных электролитов не более чем на 5% [12]. Но, как показали измерения эквивалентной электропроводности [11, 13], некоторые ПАВ образуют димеры. Процесс димеризации, не очень распространенный в растворах ПАВ, сильно зависит от их молекулярной структуры. Если углеводородная цепь достаточно длинна, свободная энергия системы в результате димеризации уменьшается. Для того чтобы уравновесить электрическое отталкивание при сближении двух ионных групп и уменьшение энтропии поступательного движения примерно на 20 э. е., необходима большая площадь контакта между двумя углеводородными цепями и достаточная концентрация молекулярно-диспергированного вещества. Поэтому димеризация облегчается с ростом длины углеводородной цепи. Содержание димера возрастает с увеличением объемной концентрации вплоть до ККМ, оставаясь при дальнейшем росте концентрации почти неизменным. Димериза-цию не следует рассматривать как начало мицеллообразования, так как образование димера из мономера является результатом образования водородных связей аналогично тому, что имеет место для уксусной кислоты в газовой фазе. Когда пар становится насыщенным, начинает выделяться жидкая уксусная кислота, находящаяся в равновесии с мономером и димером. Образование мицелл можно рассматривать подобно этому процессу разделения фаз [14], за исключением того, что в мицеллах объединяется конечное, а не бесконечно большое число частиц. На такой модели основываются многие теории мицеллообразования, причем в соответствии с таким представлением активность ПАВ выше ККМ должна быть практически постоянной. Это подтверждает зависимость поверхностного натяжения от концентрации, ясно показывающая, что выше ККМ активность ПАВ действительно постоянна. При этом в уравнении изотермы адсорбции Гиббса [c.15]