Самопроизвольные химические реакции

Полный и частный дифференциалы термодинамических потенциалов для открытых систем. Химический потенциал. Критерии возможности протекания самопроизвольных химических реакций [c.46]

САМОПРОИЗВОЛЬНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ [c.163]

Очевидно, что в реальных условиях гальванические элементы работают необратимо, поэтому в работу превращается лишь часть изменения энергии Гиббса реакции, протекающей в элементе. Повторим, что гальванический элемент может работать при условии протекания в нем самопроизвольной химической реакции или какого-либо другого самопроизвольного процесса, сопровождающегося убылью энергии Гиббса. [c.206]

Элемент электрический Электрохимическая ячейка, в которой самопроизвольная химическая реакция используется для получения электричества [c.549]

По международному соглашению ЭДС элемента считается положительной, если положительный электрод записать справа, а отрицательный — слева. Это означает, что при работе элемента заряды переходят от левого электрода к правому в соответствии с самопроизвольной химической реакцией ЬВ + с(0 гК + 0 в элементе. В таком случае = ф . — ф и [c.292]

Как уже отмечалось, самопроизвольно химические реакции могут протекать лишь в сторону уменьшения энергии Гиббса в системе (AG < 0). Так как AG = АН - TAS, то при постоянстве давления и температуры протеканию процесса будут способствовать уменьшение энтальпии (АН < 0) и увеличение энтропии (AS > О) системы. Рассмотрим влияние этих составляющих на самопроизвольное протекание процесса. [c.184]

В настоящей работе исследовался процесс ректификации метанола-сырца. Был исследован массоперенос и химические реакции, которые протекают при проведении процесса. Обнаружено, что альдегиды, как наиболее реакционно-способные компоненты смеси, могут участвовать в самопроизвольных химических реакциях в условиях разделения в реакциях конденсации (1), тримеризации (2), а формальдегид также в реакциях тримеризации (3). [c.74]

В данной работе исследованы самопроизвольные химические реакции, протекающие при получении метанола высшего качества из метанола-сырца. На основании исследованного механизма их протекания разработана совмещенная схема, основывающаяся на гидрировании примесных компонентов. [c.75]

Ранние попытки Бертло найти термодинамический критерий самопроизвольных химических реакций привели его в 1879 г. к ошибочному заключению, что самопроизвольны те реакции, в которых выделяется теплота. Открытие самопроизвольных реакций, в которых теплота поглощается, доказало неправильность этого вывода. Согласно второму закону термодинамики, процесс является самопроизвольным, если протекание его в изолированной системе приводит к увеличению энтропии системы. В данном разделе мы увидим, как из этой формулировки можно получить еще более полезные критерии самопроизвольных химических реакций. [c.58]

Электрохимическая ячейка (такая, как на рис. 4.4-3) может работать как гальванический элемент эа счет самопроизвольной химической реакции, протекающей до установления равновесного потенциала (согласно уравнению Нернста [c.176]

В гальваническом элементе (см.) химическая энергия прев-раш,ается в электрическую за счет самопроизвольной химической реакции вырабатывается электрический ток электролиз — это обратный процесс, при котором химическая реакция поддерживается за счет электрической энергии внешнего источника. [c.236]

В работе [245] проанализирован совмещенн ш процесс целенаправленного разделения ректификацией метанольных растворов производства поливинилового спирта с самопроизвольной химической реакцией образования нежелательного продукта метилаля при взаимодействии метилового спирта с ацетальдегидом. [c.209]

Самопроизвольные химические реакции не идут до конца. Если даже самопроизвольная реакция является эндотермической, она протекает только, до установления равновесия. В примере с мячами для гольфа равновесие достигается только после того, как все мячи оказываются на нижней площадке. Основываясь на нашей аналогии, можно ожидать, что экзотермическая реакция будет продолжаться до тех пор, пока все исходные вещества не превратятся в продукты реакции, а не до установления динамического равновесия. [c.233]

Важное значение последнего равенства состоит в том, что оно позволяет не только определить величину максимальной работы химической реакции, но установить ее направление. Термодинамически возможными являются процессы, приводящие к убыли химического потенциала, когда Д[х<0. Если работу самопроизвольной химической реакции считать положительной, то приходим к равенству [c.61]

Если азото-водородо-аммиачная смесь не находится в состоянии равновесия, в ней может произойти (после снятия торможения) самопроизвольная химическая реакция. Вместо уравнения (XII, 67) надо написать, согласно критерию (XII, 46), неравенство [c.317]

Совокупность экспериментальных данных, полученных главным образом для реакций галогенирования, позволяет следующим образом представить механизм быстрых низкотемпературных самопроизвольных химических реакций. Первая стадия происходит в процессе конденсации исходных веществ и приводит в основном к образованию нестойких молекулярных комплексов состава 1 1. В образовании подобных комплексов могут принимать участие и такие неполярные молекулы, как этилен и бром. Необходимо отметить, что при галогенировании олефинов образование таких комплексов является лишь начальной стадией реакции. Однако возникновение комплексов состава 1 1, обладающих дипольным моментом, облегчает возможность их последующей сольватации молекулами олефина или галогена. [c.127]

Как отмечалось выше (с. 98), самопроизвольно химические реакции могут протекать лишь в сторону уменьшения свободной энергии системы ДО <0. А так как AG = АЯ — TAS, то при постоянстве [c.218]

Для необратимых, самопроизвольных химических реакций, протекающих в закрытых системах, > О/Т. Как показывает эксперимент, значение АХ возрастает сильнее, чем б/Г, из-з<1 потерь энергаи в форме теплоты. Отношение (2/7 представляет собой минимальное увеличение энтропии, соответствующее только термодинамически обратимому процессу. Чем медленнее и в меньших количествах будет осуществляться перенос энергаи в форме теплоты, тем меньше будут потери и меньше будет разница между и 2/Т. [c.125]

В неживой природе такой подвод энергии почти не встречается, и потому в неживой природе идут только самопроизвольные химические реакции, протекающие до состояния химического равновесия. Напротив, в живых организмах чрезвычайно распространен подвод энергии для осуществления обратных реак- [c.37]

Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций изучается в рамках раздела химии, который называется химической термодинамикой. Вместе с учением о строении вещества и химической кинетикой химическая термодинамика образует теоретическую основу всей современной химии. Она позволяет определять направление и полноту протекания самопроизвольных химических реакций, а также затраты энергии, необходимые для осуществления тех реакций, которые самопроизвольно идти не могут. [c.40]

Критерии химического равновесия. Пытаясь найти термодинамический критерий самопроизвольности химических реакций, Вертело в 1879 г. пришел к неправильному выводу, что самопроизвольны те реакции, при которых выделяется тепло. Открытие самопроизвольных реакций, при которых тепло поглощается, доказало неправильность этого заключения. Можно показать, что изотермический процесс при постоянном давлении протекает самопроизвольно, если (3 уменьшается изотермический же процесс при постоянном объеме протекает самопроизвольно, если уменьшается Р. Для практических целей весьма важно знать — в равновесном [c.119]

При электролизе электрическая энергия затрачивается на разложение соединений. Обратный процесс, прп котором соединение самопроизвольно образуется из составляющих его элементов, очевидно, может быть использован для получения электрической энергии. Это обусловлено тем, что при химических реакциях происходит перемещение электронов. Для преобразования этого движения перемещающихся электронов в электрический ток служит особое устройство — гальванический элемент, в 1Ютором реакции присоединения и отдачи электрона веществу, так же как при электролизе, пространственно разделены. Это позволяет направлять поток электронов по металлическим проводникам, т. е. получать электрический ток. Повторим, что для того чтобы гальванический элемент давал ток, необходимо протекание в нем самопроизвольной химической реакции. [c.120]

Если на равновесную электрохимическую систему производить внешнее воздействие, то равновесие будет смещаться в сторону, указываемую этим воздействием, и до тех пор, пока нарастающее в системе противодействие не станет равным внешнему действию (принцип смещения равновесий Ле-Шателье). Наоборот, при бесконечно медленном процессе ( ->0) состояние электрохимической системы в каждый данный момент времени бесконечно мало отличается от равновесного. Полностью обратимый электрохимический процесс характеризуется, кроме /->-0, тем, что вся совокупность элементов (веществ), принимающих в нем участие, прохо1ДИт в точности через те же состояния, что и при прямом процессе, -но в обратной последовательности. Если же это условие не удовлетворяется, то имеет место необратимость. Примером необратимой системы в указанном смысле может служить элемент Zn-1 H2SO4 +Си, где даже при разомкнутой внешней цепи (г = 0) протекает самопроизвольная химическая реакция взаимодействия между цинком и серной кислотой. [c.134]

Как отмечалось выше, гальванические элементы являются источниками электричества, которое получается в результате освобождения энергии при протекании самопроизвольной химической реакции. В противоположность этому сушествуют электролитические ячейки, в которых в результате затраты электрической энергии происходят химические превращения. Эти превращения, представляю-ш ие собой реакции между ионами и электронами, приводят к разложению электролитов, находящихся в растворе или в виде расплава. Например, при пропускаиии постоянного тока через раствор СиСЬ на электроде, к которому подводятся электроны (катод), происходит реакция u +-f 2е = Си (т), т. е. выделяется металлическая медь. На электроде, с которого электроны отводятся (анод), разряжаются ионы хлора С1-, т.е. идет реакция 2С1- = СЬ(г)+2е, и выделяются пузырьки газообразного хлора. Таким образом, на катоде происходят реакции восстановления, а на аноде — окисления. Подобные процессы называются электролизом. Электролиз имеет важное практическое значение. С его помощью получают из водных растворов многие металлы, например медь, никель и др. Такие металлы, как алюминий, магний, кальций, получают электролизом расплавленных солей или их смесей. Разрабатываются способы получения железа электролизом из его руд (.4. Б. Сучков). При помощи электролиза наносят защитные покрытия более благородных металлов на менее благородные (хромирование и никелирование железа). В отличие от работы гальванического элемента реакции, протекающие при электролизе, происходят в условиях, да- [c.133]

В электрохимической ячейке, рассмотренной в разд. 10.1.1, ток возникает в результате самопроизвольной химической реакции. Такие ячейки называют гальваническими элеменгами. Если электрохимическая ячейка работает в режиме гальванического элеменга, то измеригельное устройство во внешней цепи служит только для того, чтобы пропускать или не гфоцускать электроны во внешнюю цепь, т. е. ограничивается пассивной ролью. Но если его заменить активным инструментом, например источником постоянного напряжения, то эта же ячейка станет потребителем внешней энергии и будет работать в режиме электролитической ячейки. В этом случае, регулируя внешнее наложенное напряжение, можно не только изменить направление реакции, но и контролировать глубину ее протекания. Многие электрохимические ячейки в зависимости от условий могут работать в любом из этих режимов. [c.125]

Для данной реакции AG29g = 85,67 (ккал/моль). Так как самопроизвольно химическая реакция протекает только в сторону уменьшения изобарно-изотермического потенциала реагирующей смеси, т. е. с собл.юдсннем условия Д0<0, а для рассматриваемого случая ДО298 >0, то реакция в стандартных условиях термодинамически невозможна. Учитывая, что реакция идет с AS < О, можно, не проводя дополнительных расчетов, утверждать, что и при высокой температуре такая реакция невозможна. [c.266]

Одно время считалось, что все экзотермические реакции, для которых ДЯ отрицательна, могут протекать самопроизвольно, а все эндотермические реакции, для которых АЯ положительна, самопроизвольно протекать не могут. Сразу же приходит в голову, что многие соли типа КС1 или NH4 I самопроизвольно растворяются в воде (т. е. для них величина АС должна быть отрицательной), хотя сосуд, содержащий раствор, охлаждает руки и для того, чтобы вернуться к своей исходной температуре, раствор должен поглощать тепло из комнаты (т. е. величина АЯ положительна). Следовательно, о самопроизвольности химической реакции нельзя судить только по изменению энтальпии. [c.172]

Эти основные сведения о характере протекания процесса горения позволяют сделать некоторые общие заключения о влиянии химических процессов на процесс горения. Если горение началось в жидкой фазе в результате самопроизвольной химической реакции, то можно ожидать, что химические присадки, изменяющие запаздывание воспламенения, будут влиять на суммарное время горения. Так, для HNOg и анилина присутствие воды в кислоте увеличивает запаздывани(5 восиламенения, а следовательно, и длину двигателя (L ), рассчитанного для стационарного горения. Наоборот, металлические присадки оказывают противоположное действие (таблица 25). Так, наблюдалось, что присутствие в кислоте продуктов коррозии стали (нитратов Fe, Ni и Сг) увеличивает полноту сгорания топлива. Одпако в случае несамовоспламеняющихся топлив, например Oj-b алкоголь, добавление к алкоголю даже 25% НдО пе приводит к заметному изменению необходимых размеров двигателя. Небольшое влияние, которое оказывает такая примесь, связано с понижением температуры пламепи и, следовательно, с уменьшением количества тепла, передаваемого от пламепи к горючей смеси. Основываясь на этих замечаниях, мож ) заключить, что применение очистителей в ракетных топливах должно иметь более резко выраженный эффект для систем, требующих смешения в иагдкой фазе, так как эти средства могут привести к уменьшению периода задержки воспламенения. [c.422]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология