Термодинамика реакций в системе СаО

Процедурные знания — это сведения о совокупности конкретных процедур, этапов или шагов поиска целесообразных решений в новой ситуации, представленных либо на ЕЯ, либо на некотором формализованном языке (ФЯ). К процедурным знаниям в области химической технологии относятся, например, закон действия масс принцип Ле Шателье законы равновесия составов фаз гетерогенных систем законы сохранения массы, энергии, импульса и момента количества движения закон Гесса законы (начала) термодинамики физико-химические и технологические принципы наилучшего использования движущей силы ХТП, наиболее полного использования сырья и энергии в ХТС, наилучшего использования оборудования ХТС и др. алгоритмы расчета состава смесей веществ, расчета массы и объемов веществ, мольной теплоты образования соединений при химических реакциях системы уравнений математических моделей ХТП и ХТС алгоритмы анализа и оптимизации ХТП и ХТС тексты технологических регламентов и др. [c.32]

Предмет и задачи химической термодинамики. Термодинамические системы открытые, закрытые, изолированные, гомогенные и гетерогенные. Фазы. Внутренняя энергия и энтальпия. Тепловой эффект химической реакции. [c.40]

Каждую химическую реакцию можно характеризовать с двух точек зрения термодинамической и кинетической. С точки зрения термодинамики реакция характеризуется состоянием равновесия, когда в системе при данной температуре и постоянстве других внешних условий устанавливаются неизменные во времени равновесные концентрации участников реакции. Кинетика характеризует скорость протекания химической реакции, скорость ее приближения к состоянию равновесия. Большинство реакций аналитической химии протекает в растворе с большой скоростью и быстро приходит к состоянию химического равновесия. [c.22]

Тепловым эффектом химической реакции называется теплота, выделенная или поглощенная в процессе, протекающем необратимо при постоянстве объема или давления (продукты реакции при этом имеют ту же температуру, что и исходные вещества). В термохимии (в отличие от термодинамики) выделяемая системой теплота считается положительной, а поглощаемая — отрицательной. [c.42]

В данной книге не рассматриваются общие свойства растворов и методы определения коэффициентов активности, а излагаются только те особенности растворов электролитов, которые обусловлены присутствием заряженных частиц. Далее, условия электрохимического равновесия выводятся обобщением соотношений химической термодинамики на системы, в которых помимо прочих интенсивных факторов нужно дополнительно учитывать электрическое поле. Наконец, в качестве основы кинетических закономерностей процесса переноса заряженных частиц через границу раздела фаз используются известные уравнения теории активированного комплекса, в которых анализируется физический смысл энергии активации и концентрации реагирующих веществ в специфических условиях электродной реакции. [c.6]

Согласно второму закону термодинамики в системах могут протекать только те процессы, которые сопровождаются увеличением термодинамической функции — энтропии 5, а пределом совершения процесса является достижение максимального значения для данных условий. Энтропия связана с вероятностью состояния системы соотношением 1п гю, где да — число возможных комбинаций взаимного расположения частиц с определенным запасом энергии к — постоянная Больцмана (отношение универсальной газовой постоянной к постоянной Авогадро). Размерность энтропии Дж/ (моль-К). Изменение энтропии Д5 реакции можно вычислить по разности между энтропией продуктов реакции и энтропией исходных веществ [c.32]

В химической термодинамике свойства системы рассматриваются в ее равновесных состояниях. Представим, что некоторая система У переходит из равновесного состояния 1, характеризующегося температурой 7, и давлением р, в равновесное состояние 2, характеризующееся температурой и давлением рг. Изучение скорости процесса перехода системы V из равновесного состояния 1 в равновесное состояние 2 и его молекулярного механизма — область химической кинетики. Химическая термодинамика изучает систему в двух равновесных состояниях (конечном и начальном) и на этом основании определяет возможность (или невозможность) самопроизвольного течения процесса при заданных условиях в указанном направлении, характеризует энергетические изменения, происходящие в результате перехода, устанавливает значения температуры, давления, концентраций веществ в системе, при которых достигается максимальный выход продуктов реакции, н решает еще целый ряд очень важных вопросов. В зависимости от условий перехода системы из одного [c.85]

Одна из наших основных задач состоит в том, чтобы установить, как связана теория устойчивости с термодинамикой необратимых процессов, и отсюда получать как можно больше информации, независимо от детального анализа нормальных мод. Ясно, что необходимо ввести каким-то образом в наше термодинамическое описание реакцию системы на флуктуации. Другими словами, мы должны построить обобщенную термодинамику, которая будет включать также макроскопическую теорию флуктуаций. [c.10]

Проблема реакции системы на спонтанные флуктуации тесно связана с известным принципом Ле Шателье — Брауна в классической термодинамике (или принципом демпфирования ). Этот принцип гласит [143] [c.10]

Математическая модель, разработанная на основе теплового и материального балансов, предполагающая режим полного смешения и изотермичность слоя и включающая кинетику и термодинамику реакций, была использована для анализа экспериментальных результатов и предсказания последствий при изменении параметров системы [23]. Рассчитанные и экспериментальные значения количества воздуха, необходимого для сгорания при различных условиях, хорошо соответствовали, показывая правильность теоретического анализа. Модель можно использовать для создания промышленной установки с фонтанирующим слоем для пиролиза сланца. [c.224]

Кроме производства энтропии в этом подходе введено производство избыточной энтропии, которое, по-видимому, должно характеризовать появление новых структур и их устойчивость. В случае химических реакций мы увидим, что устойчивость определяется совокупностью кинетических и термодинамических величин. Никакие утверждения не возможны без учета конкретной кинетики, поэтому следует рассмотреть специальные классы химических реакций (например, системы мономолекулярных реакций, кросс-каталитиче-ские реакции). Как следствие возникает большое число возможностей, что существенно отличается от универсального характера утверждений классической термодинамики о системах, стремящихся к равновесию. [c.16]

Изменение энтальпии при переходе от исходных веществ к продуктам реакции зависит только от состояния исходных и конечных веществ и не зависит от пути перехода, т. е. числа и последовательности промежуточных стадийна основе закона Гесса в химической термодинамике создана система расчета тепловых эффектов реакций. [c.132]

В термодинамике, когда система поглощает тепло, тепловой эффект реакции имеет положительный знак (т е. >0). Когда же система выделяет тепло, тепловой эффект имеет отрицательный знак (т. е. <0). Если обозначить тепловой эффект реакции через О, то для экзотермической реакции Q = — 7, а для эндотермической реакции [c.122]

Система Сг—С. В этой системе существуют три карбида хрома, свойства которых приведены в табл. V-8. Термодинамика реакций образования карбидов хрома представлена в табл. V-9. Растворимость углерода в твердом хроме в зависимости от температуры описывается уравнением [c.140]

В этом кратком обзоре, безусловно, невозможно охватить все опубликованные работы в области теории схватывания и твердения, но уже из изложенного становится ясно, что в решении этих сложных вопросов применение термодинамического анализа может принести неоценимую услугу. Краткий обзор опубликованных работ по термохимии и термодинамике реакций гидратации и твердения вяжущих будет нами приводиться по системам. [c.130]

Вся необходимая информация может быть получена теми же экспериментальными методами, которые обсуждались в гл. II и III. Трудности возникают по двум причинам во-первых, иногда вещество реагирует с растворителем во-вторых, число компонентов в системах с реакциями всегда велико. Для разбавленных растворов это, правда, несущественно, так как измерения можно выполнять отдельно по каждому веществу. Заметим, что исследования влияния растворителей на термодинамику реакций проводятся почти исключительно для быстрых равновесных процессов кислотно-основного взаимодействия. Для медленных органических реакций, как правило, отсутствуют даже данные о константах равновесия. [c.169]

Сказать, что энтропия есть фактор экстенсивности, недостаточно для понимания физического содержания этого важнейшего понятия термодинамики реакций. Обратимся к статистическому толкованию функции 8, впервые предложенному Больцманом в 1897 г. Ученый связал энтропию с вероятностью состояния V системы в данных условиях 8 = ИпК, где к — константа Больцмана, численно равная отношению газовой постоянной к числу Авогадро (/с = Л / = 8,314-10 /6,024-10 = 1,38- 10- эрг / г). [c.32]

Определяемая по уравнению Аррениуса энергия активации практически всегда является эффективной величиной и помимо прямого вклада от температурной зависимости скорости реакции содержит вклады от температурных изменений целого ряда параметров системы, прямо или косвенно влияющих на кинетику и термодинамику реакций. К нх числу можно отнести изменение фазового состояния системы и теплоемкости в процессе реакции, сдвиг кислотно-основных и других равновесий в системе, приводящий к изменению концентраций реагентов (ионов, молекул) [643], температурные изменения таких физико-химических параметров среды, как рН, р/С ионо-генных групп и е. [c.240]

Одной из характерных особенностей термодинамики реакций комплексообразования Д 4 А ДА являются сравнительно малые изменения свободной энергии АС, тогда как энтальпия АЯ и энтропия А5 изменяются значительно. По-видимому, это обусловлено взаимной компенсацией ДЯ и Д5. Такую компенсацию качественно можно объяснить следующим образом чем больше теплота образования комплекса, т. е. чем прочнее межмолекулярная связь, тем больше степеней свободы теряет система и, следовательно, тем меньше энтропия. [c.380]

Химические реакции, как правило, изучают в условиях постоянного давления, обычно при нормальном атмосферном давлении. Основная энергетическая характеристика химической реакции [1, 2] (и некоторых других процессов, таких, как растворение) — теплота реакции. Теплота, поглощаемая или выделяемая в реакции, характеризует изменение энтальпии АЯ. Термодинамика применяется в весьма широкой области науки, однако ограничимся здесь лишь ее приложениями к химическим реакциям. ДЯ определяется лишь состоянием системы до и после реакции. Способ достижения окончательного состояния не имеет значения (закон Гесса). Поэтому энтальпия, как и многие другие термодинамические потенциалы, входит в число функций состояния. Если в ходе реакции система поглощает теплоту [эндотермическая реакция), энтальпия положительна напротив, в случае выделения теплоты (экзотермическая реакция) ДЯ отрицательна. Если продукты реакции и реагирующие вещества находятся в своих стандартных состояниях, изменение энтальпии называют энтальпией реакции ДЯ .. Для многих реакций энтальпии реакций определены и табулированы [3]. [c.254]

Экспериментальными данными [507, 610] подтверждено, что формирование псевдо-ВПС протекает по спинодальному механизму, несмотря на протекание реакции и, следовательно, неравновесные условия процесса. Было также показано, что в этих условиях кинетика реакции определяет начало микрофазового разделения, т.е. термодинамика образования системы и ее термодинамическое состояние определяются кинетикой реакции. Установление этих принципиальных особенностей формирования структуры ВПС открывает широкие возможности для теоретического описания этих процессов и установления связи между условиями реакции, степенью микрофазового разделения (важнейшим структурным параметром, определяемым экспериментально [516]) и физико-химическими свойствами. [c.230]

Определение константы равновесия является одной из важнейших практических задач химической термодинамики. Если система находится в состоянии равновесия, тем самым дается четкий положительный ответ на вопрос о возможности сохранения неизменных свойств вещества и составляющих его фаз, пока сохраняются равновесные значения состава, давления и температуры в системе. Если система не находится в состоянии равновесия, тем самым указывается на возможность протекания реакции, если в данных условиях скорость последней может быть достаточной. [c.204]

Вместе с тем протекание реакции зависит, как правило, не только от термодинамических свойств реагирующей системы. Прежде чем перейти в равновесное состояние, определяемое термодинамикой реакции, система проходит через ряд промежуточных состояний. Скорость прохождения системой этих стадий определяется кинетикой процесса скорость установления равновесного распределения энергии по степеням свободы — физической кинетикой, скорость установления равновесного химического состава — химической кинетикой. При этом спецификой плазмохимических реакций является сильное взаимное влияние факторов физической и химической кинетики. Конечная скорость установления равновесного распределения энергии по различным степеням свободы в ряде случаев ограничивает возможность применения классических методов химической кинетики, основанных на предположении о максвелл-больцмановском распределении эиергии в реагирующей системе. Но и в тех случаях, когда методы химической кинетики могут считаться применимыми, исследование химической кинетики системы затрудняется тем, что сравнительно высокие при рассматриваемых температурах скорости химических реакций могут весьма существенно зависеть от скорости физических процессов, таких как диффузия — молекулярный и турбулентный перенос, макроскопическое перемешивание компонентов реагирующей системы. Изучение плазмохимического процесса предполагает, в общем случае, исследование элементарных актов соударений при условии кТ Е термодинамики, физической и химической кинетики процесса, а также вопросов газодинамики перемешивающихся потоков реагирующих веществ с учетом взаимоосложняющих воздействий всех этих факторов друг на друга. Сложность такой постановки задачи очевидна. Поэтому правомерно принять некоторое физически осмысленное упрощение отдельных сторон вопроса, разграничение отдельных факторов и их взаимных влияний. [c.412]

Данциг Г.А., Крутина С.А., Якерсон В.И. Термодинамика реакций, протекающих в системах этилмеркаптан-окись цинка и дизтилсуль-фидокись цинка. - Каталитическая конверсия углеводородов, 1975, вып. 2, с. I27-I3I. [c.12]

Если в закрытой (в материальном отношении) системе самопроизвольно протекает химическая реакция при Т, р — onst, Причем не совершается полезная работа w = 0), то по второму началу термодинамики энергия системы согласно уравнению (1.43) должна уменьшаться dG < О, поскольку самопроизвольная реакция идет необратимо. [c.42]

Состав продуктов реакции может определяться термодинамикой равновесной системы. Если это так, то говорят, что состав продукта регулируется. терл(0(9и ал4ичгск л контролем. В других случаях состав смеси продуктов может определяться скоростями конкурирующих реакций образования возможных продуктов. Это называют кинетическим контролем. [c.150]

Как мы увидим дальше, динамический порядок, возникновение динамических структур и их упорядоченное поведение во времени возможны лишь вдали от равновесия. Линейная неравновесная термодинамика, кратко изложенная в этой главе, справедлива лишь вблизи равновесия. Ее основные положения выражаются соотношениями (9.51) и (9.80). Первое описывает сопряжение различных кинетических процессов вследствие отличия недиагональных коэффициентов Ьц 1 ]) от нуля, второе есть математическое выражение теоремы Пригожина о минимуме производства энтропии в стационарном состоянии. Несомненно, что в биологической открыто11 системе реализуются сопряженные процессы. Поэтому общая феноменологическая теория Онзагера — Пригожина позволяет объяснить важные биологические явления. Вопрос о применимости теоремы Пригожина к биологическим системам более сложен. Как мы видели, продукция энтропии а минимальна лишь в тех стационарных состояниях биологических систем, которые близки к равновесию. Эти системы описываются линейными соотношениями (9.51). Но в физике линейная зависимость реакций системы от воздействия, вызвавшего эту реакцию, есть всегда лишь первое приближение, справедливое для малых воздействий. В нашем случае малость означает малое удаление от равновесия. Для рассмотрения биологических систем и их динамической упорядоченности необходимо выйти за пределы линейной термодинамики. [c.327]

Г. А. Данциг, С. А. Крутина, В. И. Якерсон. Термодинамика реакций, протекающих в системах этилмеркаптан—окись цинка и диэтилсульфид—окись цинка [c.175]

Термодинамика реакций, протекающих в системах этилмеркаптан—окись цинка и диэтилсульфид—окись цинка в инертной среде и в присутствии водорода. Данциг Г. А., Крутина С. А., Якерсон В. И. Каталитическая конверсия углеводородов, вып. 2. Наукова думка , Киев, 1975, с. 127—131. [c.182]

Соединения включения, о которых шла речь в этой главе, не являются очень устойчивыми системами. Фактически, некоторые из них пррн обычных условиях находятся в метастабильном состоянии. Детальное теоретическое и экспериментальное изучение термодинамики реакций образования клатратных соединений гидрохинона и гидратов благородных газов было проведено Ван-дер-Ваальсом с сотрудниками [37] (см. главу седьмую, раздел IV). Они показали, например, что равновесное давление аргона над клатратным соединением аргон — Р-гидрохинон при 25° С составляет 3,4 атм. Так как это клатратное соединение устойчиво в течение месяцев, а возможно, и нескольких лет, то процесс разложения, если он протекает, должен характеризоваться значительной энергией активации. [c.588]

Обратимся теперь непосредственно к рассмотрению реакций. Показанные выше эффекты сольватации органческих соединений в водно-органических растворителях могут явиться причиной особенностей кинетики и термодинамики реакций в этих смесях, поскольку, как отмечалось в начале главы, роль сольватации очень значительна. Поскольку для медленных органических реакций в водных системах почти не имеется данных о термодинамических [c.179]

В литературе имеются данные только но термодинамике реакций гидроформилирования [1, 2] и гидрокарбометоксилирования [3] моноолефинов. Известно, что сопряжение двух двойных связей приводит к уменьшению свободной энергии соединений. Вследствие этого сопряженные диолефины обладают меньшей свободной энергией, чем соответствующие соединения с несопряженными двойными связями. В результате в реакциях сопряженных диолефинов равновесие, устанавливающееся в реагирующей системе, должно быть менее благоприятным в отношении образования продуктов синтеза, чем в случае моноолефинов (или несопряжепных диолефинов). [c.222]

Одной из наиболее существенных причин такого положения является отсутствие связи большей части технологических проблем с равновесными системами следовательно, применение термодинамических принципов к практическим вопросам невозможно отделять от рассмотрения столь же важных задач кинетики — скоростей реакций, скоростей переноса вещества и тепла и т. д. Этим обусловливается то, что значительная часть материала, излагаемого в дальнейшем, может показаться не относящейся к области термодинамики, хотя автор надеется, что им не было допущено явных нарушений основных положений этой науки. Во многих случаях условия равновесия рассматриваются как граничные условия систем, в которых одновременно протекают тепловые, физические и химические изменения. Подобные системы называются действующими (produ tive) системами в отлитие от систем не действующих, равновесных, в которых не может происходить никаких изменений, если обычныб переменные, определяющие состояние системы, не изменяются преднамеренно. Анализируя, с точки зрения термодинамики, действующие системы, мы получаем результаты, значительно более ценные в практическом отношении, чем при рассмотрении идеализированных застывших систем, в которых состав и температура предполагаются повсюду постоянными. Это особенно относится к металлургическим процессам, где градиенты температ)гры и концентраций столь велики, что результаты анализа, проведенного в предположении отсутствия градиентов, почти не имеют практического значения. [c.7]

Приведенные выше рассуждения имеют некоторое сходство с тем подходом к необратимой термодинамике, которым пользовались Опзагер [1] и др. Необратимая термодинамика рассматривает системы, в которых имеет место более чем один необратимый процесс, такой, как теплопередача, диффузия, электропроводность п химическая реакция. При этом вводятся в классическую термодинамику дополнительные аксиомы, которые позволяют связать скорости этих процессов с термодинамическими функциями Ляпунова. [c.235]

Термодинамика реакций в системе BaS04—АЬОз—С не изучена, хотя и представляет интерес, поскольку эти реакции лежат в основе производства огнеупорного цемента, бариевых солей (применительно к процессу восстановления барита, содержащего примеси АЬОз) и термоэлектродных катодов на основе алюминатов бария. [c.10]