Химические потенциалы в смесях газов

По теореме Гиббса энергия, энтропия и потенциалы смеси идеальных и химически нереагирующих газов являются величинами аддитивными, т. е. каждая из этих величин О представляет собой сумму где /лг — число молей компонента I, а Ог — соответственно энергия, энтропия или потенциал моля Этого компонента смеси, когда указанный кол1Прнент взят точно в том же термодинамическом состоянии, в котором он находится в смеси, т. е. при той же температуре и, кроме того, при той же плотности (или, что равносильно, при том же парциальном давлении рь какое он имеет в смеси, или, наконец, при том же объеме V, какой занимает смесь в целом, а стало быть, в частности, и данный ее компонент). Здесь, видимо, уместно сразу отметить, что аддитивности не будет, если компоненты взяты хотя бы и при той же температуре, но в объеме или при давлении, которые им были свойственны до процесса смешения. [c.254]

Для конкретного иопользования уравнений (1.18), (1.19) нужно выразить химический потенциал как функцию концентрации компонента. С этой целью рассмотрим смесь идеальных газов. Величины /= и G смеси определяются как суммы энергий компонентов. Если заданы для каждого компонента величины энергий Гельмгольца и Гиббса на 1 моль индивидуального компонента Fia, Gio, то так как взаимодействие между компонентами отсутствует [c.24]

Химический потенциал составляющей газовой смеси можно выразить также через парциальное давление. На основании ( 1.55) при учете ( .23) убедимся, что смесь идеальных газов подчиняется тому же самому уравнению состояния, что и чистые газы. [c.158]

Рассмотрим теперь смесь газов, поведение которой идеально. Чтобы установить, как влияет давление на химический потенциал компонента, продифференцируем уравнение (VI 1.34) по давлению и (VII. 19) по П1 при условии постоянства чисел молей всех компонентов, кроме /-го. Получим [c.117]

Если два газа при давлении р находятся в отдельных сосудах, а затем сосуды соединяются, то газы будут смешиваться и через некоторое Бремя смесь будет однородной. Процесс смешения является спонтанным и должен соответствовать уменьшению химического потенциала. Сейчас мы выясним, как выразить эту идею количественно. [c.233]

Вычисление химического потенциала компонентов по уравнению состояния со вторым вириальным коэффициентом. Это уравнение — первое усложнение, приближающее уравнение состояния идеального газа к реальному газу. Уравнение является строго теоретическим и практически применимо для условий, в которых объем газа больше удвоенного среднего молярного критического объема составляющих газовую смесь компонентов. Уравнение состояния со вторым вириальным коэффициентом [c.132]

Смесь газов называется идеальной, если химический потенциал гг каждого компонента смеси определяется уравнением [c.146]

Это имеет место при х г—1, 1пл , = 0, т. е. в тех случаях, когда Ф образована только компонентом Л,. Следовательно, всякая унарная фаза, независимо от ее агрегатного состояния, является идеальной. Согласно (18,3,1) и (18,3,2) смесь идеальных газов — тоже идеальная фаза. В смеси реальных газов химический потенциал газа Л, не выражается формулами (18,3,1) и (18,3,2) поэтому смесь реальных газов не является идеальной фазой. [c.373]

Г. Представим смесь идеальных газов, температура и общее давление которой i и р. Для химического потенциала газа Л,,, участвующего в этой смеси, имеем = (9,9,5) [c.496]

В том случае, когда газовая фаза при давлении и температуре, соответствующих критической точке расслаивания, с приемлемой степенью приближения может быть принята за смесь идеальных газов, экспериментальное исследование может несколько упроститься. В силу известной термодинамической связи химического потенциала с парциальным давлением компонента вместо изучения зависимости р — V — Т — N достаточно исследовать зависимость парциального давления компонентов от состава раствора в критической области. [c.61]

Полагая, что смесь этих газов ведет себя как идеальный газ, мы можем выбрать (ср. 5.2) одно из двух уравнений для выражения величины химического потенциала [c.114]

Химические реакции, протекающие под действием достаточно высокой температуры , как известно, сопровождаются убылью изобарного потенциала О и идут до состояния равновесия, характеризуемого минимальным значением О. Например, для достижения при давлении 0,001 атм (0,76 мм рт. ст.) степени диссоциации молекулярного водорода на атомы, равной 0,5, водород необходимо нагреть примерно до температуры 2600°К- Полученная смесь газов, содержащая 66 мол.% атомного водорода, при данной температуре будет обладать минимальным значением изобарного потенциала, т. е. будет равновесной. При температуре 800°К разновесная смесь содержит всего около 10 % атомов. [c.39]

Здесь б,, газ — химический потенциал /-го компонента в газовой фазе (которая рассматривается как смесь идеальных газов), [c.208]

Приведенные выше простые выражения для химических потенциалов компонентов идеальных фаз получаются при условии, что к газовой фазе применимы законы идеальных газов, а конденсированная фаза представляет собой идеальную смесь. В практике эти условия удовлетворяются сравнительно редко. Если газовая фаза является реальным газом и к ней неприменимо уравнение Клапейрона — Менделеева, то для опреде.иения химических потенциалов нужно знать уравнение состояния этого газа. При этом расчет значения представляет определенные трудности. Чтобы упростить расчеты и сохранить для реальных газов форму уравнений, выведенных для идеальных газов, Льюис [5] ввел функцию /, названную летучестью и определяемую с помош,ью изобарного потенциала Z выражением [c.52]

Важная термодинамическая функция состояния — энергия Гиббса, характеризующая максимальную полезную работу, которую может произвести система при постоянных давлении и температуре. Эта работа почти всегда связана с химическими реакциями. Если при постоянном давлении химическая реакция сопровождается увеличением объема, система производит относительно малую работу. Например, газы, реагирующие в цилиндрическом сосуде, закрытом поршнем, будут поднимать поршень с положенным на него грузом. Однако энергия, выделяемая или поглощаемая системой в ходе химической реакции, как правило, гораздо больше энергии, соответствующей объемной работе сжатия или расширения. Основная часть такой химической энергии может быть преобразована в полезную, чаще всего электрическую работу. Остальная энергия (внутренняя энергия системы) выражается произведением абсолютной температуры и еще одной функции состояния, энтропии. Этот термодинамический потенциал характеризует неупорядоченность системы (кристалл более упорядочен, чем жидкость, которая в свою очередь более упорядочена, чем газ два газа, разделенные перегородкой, более упорядочены, чем их смесь, и т. д.). [c.254]

Далее введем небольшое количество чистого /-го газа в смесь при Р = onst и опять сожмем смесь от давления Я до давления Р. Зная изменение AG на каждом этапе, можно определить химический потенциал неидеального газа в смеси. Однако эта процедура требует либо экспериментального решения, либо детального знания уравнения состояния смеси. [c.99]

Реальная газовая смесь. Для реальных газов, подставив в (1.186) выражения химического потенциала (1.22) и учитывая уравнения для константы равновесия Kf (1.28а), имеем прш Г, р — onst [c.29]

Следует ожидать, что скорость переноса вещества через пленку, находящуюся с одной стороны в контакте с жидкостью, должна быть такой же, как и скорость переноса через такую же пленку, но находящуюся в контакте с насыщенным паром. Химический потенциал сорбируемого вещества одинаков в обоих случаях. Однако часто экспериментально наблюдается что скорость проникновения жидкости превышает скорость переноса паров (табл. 3). Во многих случаях это явление, вероятно, обусловлено влиянием статического воздушного пространства между поверхностью мембраны и жидкости. По толщине этого воздушного пространства устанавливается градиент давления паров, так что эффективное давление паров непосредственно у поверхности пленки, которое определяет скорость проникновения, в действительности меньше, чем давление насыщенных паров. Когда скорость проницаемости паров определяют в отсутствие посторонних газов - или когда смесь паров с воздухом циркулирует у поверхности плeнки , проницаемость по отношению к жидкости и насыщенному пару оказывается одной и той же 209, 219 Однако существуют системы, для которых эти две скорости все же различны причины этих аномалий остаются неясными. [c.241]

В термодинамических системах мы часто встречаемся с такими различиями в степени устойчивости. Пусть в двух частях сосуда, разделенных перегородкой, находятся водород и кислород. Каждый из газов находится в равновесии, определяемом темперапурой и давлением. Пусть эти газы находятся при одинаковой температуре и одинаковом давлении. Если мы удалим разделяющую их перегородку, то возникнет самопроизвольно и необратимо протекающий процесс их взаимного смешения (взаимной диффузии). Когда газы полностью перемешаются, будет достигнуто новое состояние равновесия, так как смесь газов может сохраняться без изменения состояния любое время. Это состояние более устойчиво, чем предыдущее, так как обратный процесс — разделение газов — требует затраты работы извне. Но если мы внесем подходящий катализатор или же другими способами вызовем химическое взаимодействие газов, то газы прореагируют с образованием воды в виде водяных паров или жидкой воды, в вависимости от соотношения в температуре и давлении газов. Этот процесс совершается самопроизвольно (необходимость возбуждения его не меняет дела). Новое состояние равновесия является более устойчивым, чем предшествующие, состояния равновесия. Ему отвечает меньшее значение изохорного потенциала (изохорного. так как процессы протекали в замкнутом сосуде, т. е. при постоянном объеме). [c.167]

При термоокислительном пиролизе большую роль приобретает получаемый попутно синтез-газ, представляюш ий собой смесь окиси углерода и водорода в соотношении, близком к тому, которое необходимо для производства аммиака и метанола. По теплотворной способности, если направить этот газ на сжигание, он позволит возместить примерно 45% затраченного в процессе теплового потенциала сырья и энергии. Но химическая переработка спнтез-газа гораздо более эффективна, чем использование его в качестве топлива. [c.11]

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ, теоретич. модель газа, в к-ром средняя кинетич. энергия частиц много больше средней потенц. энергии их взаимодействия. Частицы И. г. движутся независимо друг от друга, его энергия равна сумме энергий отд. частиц, а давление на ограждающую стенку — сумме импульсов, передаваемых частицами стенке в единицу времени. Термодинамич. состояние И. г. описывается ур-нием Клапейрона р = пкТ, где р — давл., п — число частиц в единицу объема, к — постоянная Больцмана, Т — термодинамич. т-ра. Внутр. энергия И. г. зависит только от Г (закон Джоуля). Распределение частиц И. г. по скоростям подчиняется закону Максвелла. Реальные газы хорошо описываются моделью И. г., если они достаточно разрежены. В химии часто рассматривают смесь химически реагирующих И. г.., в частности применяют модель идеального ассоцииров. газа. [c.207]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология