Изменение энергии Гиббса в процессе химической реакции

Одна из основных задач химии — установить зависимость между строением, энергетическими характеристиками химических связей и реакционной способностью веществ, изучить влияние различных факторов на скорость и механизм химических реакций. О принципиальной осуществимости процесса судят по величине изменения энергии Гиббса системы. Однако эта величина ничего не говорит о реальной возможности протекания реакции в данных конкретных условиях, не дает никакого представления о скорости и механизме процесса. Например, реакция взаимодействия оксида азота (II) с кислородом [c.191]

Если химическая реакция в гальваническом элементе протекает обратимо, то связь между э.д.с. и изменением энергии Гиббса в окислительно-восстановительном процессе при постоянных температуре и давлении может быть выражена соотношением [c.58]

Расчеты константы равновесия химической реакции и изменения энергии Гиббса играют важную роль в оценке химической концепции нового метода, поскольку дают возможность определить максимально возможное количество целевого продукта. Отрицательный итог расчета заставляет отказаться от рассматриваемого процесса или искать новый способ проведения химического превращения, например, используя рециркуляцию, введение вспомогательного исходного вещества и т. д. Положительные результаты расчета еще не гарантируют возможности использования предложенного метода (скорость реакции может быть очень мала для промышленных целей), но указывают на то, что нужно провести соответствующее исследование (отыскать катализатор, ускоряющий превращение, и т. д.). [c.154]

По уравнению изотермы химической реакции можно рассчитать изменение энергий Гиббса и Гельмгольца при соответствующих условиях, т. е. определить возможность, направление и предел протекания самопроизвольного процесса. [c.53]

Определение изменения энергии Гиббса процесса. Подобно АН и 5 величину АО физико-химических процессов можно определить экспериментально. Один из широко применяемых методов определения АО окислительно-восстановительных реакций заключается в проведении их в гальваническом элементе и измерении его электродвижущей силы (э. д. с.) Рассмотрим этот метод определения АО для реакции вытеснения цинком меди из раствора сульфата меди [c.190]

Термодинамическая возможность самопроизвольного протекания химической реакции определяется знаком и абсолютной величиной изменения энергии Гиббса AGr или энергии Гельмгольца AFr в процессе химической реакции (изменением изобарно-изотермического или изохорно-изотермического потенциала), найденной при постоянной температуре. Для любой химической реакции типа [c.139]

В процессе химических реакций одновременно действуют две тенденции стремление частиц объединиться в более сложные, что уменьшает энтальпию, и стремление частиц разъединяться, что увеличивает энтропию. Суммарный эффект этих двух противоположных тенденций в процессах, протекающих при постоянных Т и Р, отражает изменение изобарно-изотермического потенциала G или просто изобарного потенциала (энергия Гиббса) [c.77]

Количественной термодинамической характеристикой. химического процесса является величииа Дб°, представляющая собой изменение энергии Гиббса при протекании реакции при стандартных концентрациях компонентов — исходных веществ и продуктов реакции. Обычно в качестве таковых для растворителя принимают активность, равную единице, а для всех остальных компонентов — концентрации 1М. Следу<яг при этом иметь в виду, что сама по себе величииа А(Р еще не характеризует направление процесса, которое определяется знаком величины AG, связанной с Д6 соотпошепием [c.339]

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ИЗМЕНЕНИЙ ЭНЕРГИИ ГИББСА АСт В ПРОЦЕССЕ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ [c.139]

Изменение энергии Гиббса при химических реакциях Связь максимальной полезной работы с тепловым эффектом процесса. Уравнения Гиббса—Гельмгольца. ... [c.333]

Константу равновесия химической реакции можно вычислить косвенным методом, пользуюсь стандартными изменениями энергии Гиббса. Энергия Гиббса является функцией состояния и ее изменение не зависит от пути процесса, а лишь от начального и конечного состояния системы. В уравнение, связывающее стандартные изменения энергии Г иббса, подставляют известные константы равновесия [c.63]

Подавляющее число процессов химической технологии протекает при постоянном или мало меняющемся давлении, когда равновесие характеризуется энергией Гиббса (другие, менее верные ее названия — свободная энергия, изобарно-изотермический потенциал). Изменение энергии Гиббса при химической реакции описывается уравнением [c.21]

Направление химической реакции, как и любого другого процесса, при заданных давлении и температуре определяется изменением энергии Гиббса системы в результате реакции. Согласно общей формуле (12.6) [c.215]

Мы сочли необходимым ввести в курс понятия об энтропии 5 и ее изменении А5 и об изменении энергии Гиббса АО, так как твердо уверены в том, что нельзя излагать химию в вузе, опираясь только на понятие о тепловых эффектах АН. С другой стороны, мы отдавали себе отчет в том, что на первом курсе информация о величинах АО и Д5 не может быть ни полной, ни строгой она в доступной форме должна передавать лишь главное, давая общую ориентировку. Приучить студентов с первого курса пользоваться энтальпийными и энтропийными характеристиками — это означает не только привить им навыки изучения с общих позиций самых различных процессов (химическое взаимодействие, растворение и т. д.), но и подготовить их к постоянному применению этих фундаментальных характеристик — вначале на материале неорганической, а затем аналитической и органической химии. В курсе физической химии эти представления получат дальнейшее развитие, уточнение, детализацию, будут поставлены на прочный математический фундамент. Поэтому, в частности, при рассмотрении окислительно-восстановительных реакций уделено внимание не только составлению уравнений, т. е. чисто формальной стороне, но и решению вопроса о направлении этих процессов, [c.5]

Для равновесного процесса изменение энергии Гиббса равно стандартному значению ДСг° и определяется по изотерме химической реакции [c.213]

Изменение энергии Гиббса, таким образом, характеризует направление протекания реакций. Если AG<0, то реакция может протекать самопроизвольно. При AG>0 процесс самопроизвольно протекать не может. Если AG=0, то система находится в равновесии. Чем большим уменьшением энергии Г иббса сопровождается реакция, тем больше сродство реагирующих веществ друг к другу. Изменение энергии Гиббса можно, следовательно, рассматривать как меру химического сродства, которое велико при АЯ< 0 и TAS O. [c.46]

Стандартные изменения энергии Гиббса. Величина А5, а поэтому и ЛС, сильно зависит от концентрации реагирующих веществ. Ввиду этого для оценки влияния температуры на данный процесс и для возможности сравнения термодинамических характеристик различных реакций необходимо исходить из сопоставимых (стандартных) состояний химических систем. В качестве последних обычно принимают состояния реагирующей (не- [c.201]

Изменение энергии Гиббса AG одновременно учитывает как изменение энергетического запаса системы, так и степени беспорядка. В любом самопроизвольно протекающем процессе, в том числе и в химической реакции, происходит превращение начальных веществ, имеющих некоторую величину энергии Гиббса G,, в [конечные продукты, имеющие меньшую величину энергии Гиббса Сг, т. е. G2самопроизвольно протекающие химические реакции характеризуются отрицательным значением измеиения энергии Гиббса [c.212]

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]

Приближенные способы вычисления изложены в [5862— 5918]. Широкое распространение получил метод М. И. Темкина и Л. А. Шварцмана [5862]. В. А. Киреев, введя понятие об однотипных реакциях и различной степени их однотипности, показал, что выводы метода однотипных реакций в той или иной степени применимы и к определенным видам аналогичных реакций гомологов на этой основе была разработана система соотношений для основных термодинамических параметров однотипных реакций t5865—5878]. М. X. Карапетьянц рекомендовал применять приближенные уравнения для расчета изменения энергии Гиббса в химических процессах [5879—5881] (см. также 5882—5895]). [c.54]

Это одно из наиболее важных термодинамических уравнений, которое используют для расчета изменения энергии Гиббса в различных процессах для химических реакций его иногда записывают следующим образом [c.244]

Из термодинамики равновесных процессов известно также, что если изменение энергии Гиббса AG при любой химической реакции меньше [c.159]

Основная задача потенциометрического метода исследования — изучение физико-химических характеристик окислительно-восстановительных реакций, осуществляемых в гальванических элементах. Конструкция этих элементов дает возможность вычислить значения Ав процессов, а они в свою очередь — изменения энергии Гиббса [c.91]

Из уравнения (IV.29) следует, что в зависимости от соотношения между АН и TAS определяется знак изменения энергии Гиббса и можно установить направление химических реакций (и физических процессов). [c.134]

Любая химическая реакция и многие процессы, протекающие в растворах, характеризуются изменениями их состава. Поэтому, например, изменение энергии Гиббса произвольной массы раствора в соответствии с равенством (И.46) будет зависеть не только от Т и р, но и от суммарной массы и состава раствора, т. е. от количества каждого из входящих в него веществ (этот вывод справедлив для любого экстенсивного свойства, в частности U и Н). Следовательно, в общем виде вместо (П.46) надо пользоваться зависимостью [c.119]

Таким образом, глубина процесса гидролиза солей определяется прежде всего природой соли. Количественной мерой гидролиза, как и любого химического взаимодействия, является работа реакции или изменение энергии Гиббса [c.123]

Химическое сродство можно рассчитывать по изменению энергии Гиббса, по изотермам, изохорам и изобарам химической реакции. С его помощью и закона действующих масс можно рассчитывать равновесный состав химического процесса. [c.192]

Одна из основных задач химии — изучить влияние различных факторов на скорость и механизм химических реакций. О принципиальной осуществимости процесса судят по значению изменения энергии Гиббса системы. Однако оно ничего не говорит о реальной возможности реакции в данных условиях, не дает представления о скорости и механизме процесса. Например, реакция взаимодействия оксида азота (П) с кислородом [c.212]

Изменение энергии Гиббса АО является мерой химического сродства Уменьщение ее выражает максимальную полезную работу процесса при постоянном давлении, т е равно максимальной работе реакции за вычетом работы против внешнего давления При отрицательном значении АО реакция идет слева направо, при положительном имеет место обратная реакция, при значении А0=0 наступает истинное химическое равновесие Процессы, протекающие при лостоянных объеме и температуре, характеризуются изохорно-изотермическим потенциалом [c.49]

Величина ЭДС и изменение энергии Гиббса для химического процесса, лежащего в основе работы гальванического элемента, связаны соотношепием А05.зд=—пРЕ. Оно находит прыменение для определения ЛС окислительно-восста-новительных реакций в растворах по измеренной величине ЭДС гальванических элементов, в которых они могут протекать, а также для выяснения возможности работы гальванического элемента на той или иной химической реакции, если для нее значение АС известно. [c.256]

По этому уравнению можно рассчитать изменение энергии Гиббса для превращения указанных выше количеств исходных веществ в продукты при р, 7 = onst. Если известна константа равновесия химической реакции, легко оценить знак выражения, стоящего в квадратных скобках уравнения (4.14). Если первый член этого выражения меньше второго, реакция будет идти самопроизвольно слева направо, так как для этого процесса ДСр, <0. В противном случае самопроизвольно будет протекать обратная реакция. Если же окажется, что сумма, стоящая в квадратных скобках (4.14), равна нулю, компоненты смеси находятся в состоянии равновесия (AGp, г=0) и реакция не будет протекать самопроизвольно ни в прямом, ни в обратном направлениях. [c.164]

Изменение энергии Гиббса. Химическая термодинамика дает возможность в большом числе случаев определить равновесие интересующей нас химической реакции расчетным путем, не прибегая к дорогостоящим и длительным экспериментам. Значения Д5 и, следовательно, ДО сильно зависят от концентрации участвующих веществ. Поэтому для xapaкtepи тики влияния температуры на данный процесс и для сравнения различных реакций следует выбирать определенные сопоставимые состояния. В качестве таковых обычно принимают состояния, когда парциальные давления каждого газообразного компонента равны 1 атм или, точнее, активности каждого компонента равны единице, а твердые и жидкие вещества находятся в модификациях, устойчивых в данных условиях. Такие условия называются стандартными, а значения ДО для процессов в стандартном состоянии принято обозначать ДО . В качестве стандартной обычно принимают температуру 25,0°С (т. е. 273,15 + 25,0 = 298,15 К 298 К). Поэтому ДО нередко обозначают как Дбгэв- [c.214]

Изменение энергии Гиббса. Химическая термодинамика дает возможность в большинстве случаев определить равновесие интересующей нас химической реакции расчетным путем, не при-, бегая к дорогостоящим и длительным экспериментам. Значения AS и, следовательно, AG зависят от концентрации yчa твyющиx веществ. Поэтому для характеристики влияния температуры на данный процесс и для сравнения различных реакций следует выбирать определенные сопоставимые состояния. [c.246]

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]

Уравнение изотермы реакции позволяет определять направление самопроизвольного течения химических процессов, ие прибегая для этого к эксперименту. Если ожидаемое изменение энергии Гиббса системы AG > О, то рассматриваемое направление процесса при данных условиях несамопроизвольно. Если AG = О, то при данных условиях система находится в состоянии равновесия и никакие процессы в ней происходить не могут. П лишь в случае, когда AG < О, процесс пойдет в рассматриваедюм направлении самопроизвольно. [c.134]

Измененйе энергии Гиббса АО является мерой химического сродства. Уменьшение ее выражает максимальную полезную, работу процесса при постоянном давлении, т. е. равно максимальной работе реакции за вычетом работы против внешнего Давлеиия. При отрицательном значении АО реакция идет слева направо, при положительном имеет место обратная реакция, при значении А0=0 наступает истинное химическое равновесие. [c.49]

Многие процессы химической технологии протекают при постоянных давлении и температуре, если они проводятся в непрерывных (открытых) аппаратах, или при постоянных объеме и температуре - в периодических (закрытых) реакторах. О направлении химической реакщш и ее равновесии при постоянных давлении и температуре судят по изменению энергии Гиббса реакции (АО), а при постоянных объеме и температуре - по изменению энергии Гельмгольца реакции (АА). Промышленные процессы органической технологии, как правило, проводятся при постоянных давлении и температуре. В этом случае, если в реагирующей системе исходные вещества (реагенты) имеют значение АО больше значения конечных продуктов, то в реакционной системе будет происходить самощюизвольное превращение реагентов в продукты до тех пор, пока не установится равновесие (ДО 0). Таким образом, изменение энергии Гиббса реакции (АО = АО - [c.83]

Томсон [94] предполагал, что адсорбционный катализ связан с капиллярностью и поэтому он представляет собой поверхностное явление. Опыты многих исследователей противоречат утверждению Томсона, показывая, что происходящие при катализе адсорбционные процессы не являются капиллярной конденсацией, так как наблюдающееся при этом изменение энергии значительно больше, чем изменение энергии в процессах конденсации, и во многих случаях сравнимо с энергией химических реакций. Томсон для объяснения катализа предложил теорию химической капиллярности. Согласно этой теории если толщина адсорбированного слоя д, а адсорбированное количество на единицу пло- цади п, тогда, по уравнению Гиббса, концентрация реагентов в адсорбционном слое равна n 6 и соответствует активной массе вещества. Если рассматривать растворы, то концентрация реагентов больше на поверхности катализатора, чем внутри-раствора, а следовательно, если реагенты адсорбируются, скорость реакции повышается . [c.106]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология