Химический потенциал и полные потенциалы

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

При протекании химической реакции изменяется давление, соответственно концентрация компонентов, участвующих в химической реакции. Отсюда следует, что необходимо учитывать зависимость химического потенциала от давления (концентрации). З ависимость свободной энтальпии от давления задается уравнением (279). Если применить правило Шварца для полных дифференциалов к фундаментальному уравнению (276), то можно получить следующее выражение для зависимости химического потенциала от давления [c.250]

Последнее уравнение трактует минимальную работу полного разделения как разность изобарно-изотермических потенциалов смеси и продуктов разделения. Эта величина отрицательна,что соответствует затратам работы извне. Уравнения (7.7) —(7.9) для практических расчетов целесообразно преобразовать, используя известные соотношения для изменения энтропии в изотермическом процессе и уравнения для химического потенциала (2.2) и (3.2). Тогда получим для смеси идеальных газов [c.232]

На рис. 71 и 72 приведены графики зависимости от концентрации для активности а , парциальной молярной энтальпии //, избыточного химического потенциала полной энтальпии смешения избыточной свободной энтальпии смешения Ф , а также функции где 5 —избыточная энтропия смешения для растворов кадмий — олово [23] и бензол — сероуглерод [17]. [c.294]

В координатах а — с в соответствии с уравнением (11.51)—<1а=Г 7 1пс (см. рис. VI. 4). При полном заполнении монослоя (Г = Лос) постоянному значению а соответствует постоянное значение химического потенциала ПАВ в растворе, что определяет процесс мицеллообразования как процесс образования новой фазы. Поверхностную активность коллоидных ПАВ можно приближенно оценить через ККМ с помощью соотношения [c.294]

III. 2. Поверхностный химический потенциал и свободная энтальпия образования. Величину р,, — Цсо можно назвать поверхностным химическим потенциалом образования данного кристалла, или, сокращенно, поверхностным химическим потенциалом а, — химический потенциал конечного кристалла в расчете на молекулу U o — химический потенциал бесконечно большого кристалла того же вещества при той же температуре и том же полном давлении. [c.71]

Величины Х(, Л и другие, аналогичные им, более полно характеризуют энергетическое состояние компонента, чем химический потенциал (х/, определяемый выражением (V, 9а). Эти величины называются полными потенциалами.. Они включают, кроме члена (х,-, члены, отражающие все виды работы, которые имеют место при перемещении массы компонента из одной части системы в другую часть. [c.174]

Используя выражения (3.1) и (3.2) для химического потенциала, можно получить уравнение изотермы сорбции, связывающее концентрацию растворенного вещества С,т и его парциальное давление в газовой фазе р, при полной диссоциации растворенного газа [c.116]

Согласно современной пленочной теории пассивности, скорость коррозии металла в пассивном состоянии не зависит от потенциала полной пассивности У,,, п и от потенциала, который положительнее его (см. рис. 210), так как определяется скоростью растворения пассивной пленки, т. е. химическим процессом, а анодный ток расходуется только на образование новых порций окисла, поддерживая толщину его постоянной. [c.307]

Аналитическое выражение для химического потенциала можно получить, используя обычную методику. Находим полный дифференциал от функции (8.2) [c.145]

Правая часть этого уравнения является линейной комбинацией типа, появляющегося в уравнении (50.8). Поэтому можно определить эту линейную комбинацию также при полной диссоциации формально как химический потенциал электролита. То, что это определение имеет физический смысл, будет показано ниже. Соответственно запишем [c.249]

Так как раствор содержит только два независимых компонента, то равновесие полностью определено уравнениями (50.51) и (50.52). Линейная комбинация, стоящая в левой части уравнения (50.52), даже в случае полной диссоциации должна быть интерпретирована как химический потенциал электролита, что уже ранее было использовано. [c.254]

Титрование многокомпонентных систем. На величине скачка потенциала отражается также присутствие в растворе нескольких компонентов,, способных последовательно реагировать с одним й тем же титрантом, если все они в свою очередь обеспечивают соответствующие индикаторные электрохимические реакции. В этом случае величина каждого скачка потенциала (кроме последнего) заметно меньше, чем это наблюдалось бы при титровании данного компонента в отсутствие других, так как еще до полного завершения предыдущей химической реакции начинается последующая с присущим ей новым индикаторным электрохимическим процессом взамен того, в котором должен был бы участвовать титрант. [c.63]

Химические реакции в поверхностных пленках. Надо полагать, что сам факт нахождения молекул в монослое на поверхности жидкости не изменяет ее химическою активность. Тем не менее экспериментальные данные показывают, что возможность химического взаимодействия молекул пленки с молекулами или ионами подкладки в значительной мере зависит от ориентации и плотности упаковки молекул пленки. Вследствие этого скорость реакции вещества пленки существенно зависит от ее структуры. Течение химических реакций в поверхностных пленках можно проследить, измеряя поверхностное давление или скачок потенциала. Первый из этих способов позволяет обнаружить всякое изменение, сопровождаемое заметной переориентацией молекул, второй—всякую реориентацию диполей или изменение полного дипольного момента молекулы. [c.58]

Полный дифференциал химического потенциала имеет вид [c.311]

Полная свободная энергия раствора и химический потенциал растворителя не зависят от конкретных представлений о природе диссоциации. Поэтому из уравнений (1И.21) — (111.23) получаем [c.33]

Рассмотрим простейший случай адсорбции на инертном адсорбенте одного адсорбата из газовой фазы (индекс г поэтому отбросим). Это реализуется как в статических и калориметрических измерениях, так и в газовой хроматографии при полном разделении малых (нулевых) количеств компонентов вводимой в хроматограф смеси в практически неадсорбирующемся и не сильно сжатом газе-носителе (см. раздел 7.8 и 7.9). Химический потенциал адсорбата в объеме газовой фазы вдали от поверхности адсорбента [c.132]

Термодинамический вид химического потенциала можно найти на основе свойств йО как полного дифференциала. В соответствии с этим свойством, если 0=ЦТ, р, Пи П2, . ..), то полный дифференциал этой функции с10 равен сумме произведений частных производных О по каждой из переменных при постоянстве всех остальных на полный дифференциал этой переменной, т. е. [c.160]

ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ, ХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕМЕННАЯ И ПОЛНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ [c.71]

В 1 было введено понятие о полных химических потенциалах как обобщенных силах, отвечающих изменению химической переменной Изучаемая реакция течет слева направо, если полный потенциал исходных веществ больше, чем продуктов реакции [c.141]

Поскольку Р У, Т)—характеристическая функция, из (УП.27) можно найти любые термодинамические величины, выражая их через 1п 2 и соответствующие производные от 1п2. Этим определяется особая роль суммы по состояниям 2 в статистической термодинамике. Хорошая модель системы в статистической термодинамике отличается от плохой в первую очередь возможностью или невозможностью вычислить сумму по состояниям 2. При этом пе всегда нужно искать полное выражение для 2. Для нахождения энергии и теплоемкости достаточно найти зависимость 1п2 от температуры расчет давления при заданной температуре связан только с определением зависимости 1п2 от объема системы и т. п. Это позволяет при решении отдельных задач использовать даже такие модели системы, для которых не удается полностью определить сумму по состояниям 2, но можно установить ее зависимость от Т или V. Однако вычисление энтропии, энергии Гельмгольца или химического потенциала связано с нахождением абсолютной величины 2. [c.208]

Максимальное значение химического потенциала бозонов р, = О соответствует полному вырождению Т = 0) . При значениях близких к единице, величина в знаменателе выражения [c.178]

Предположим, что гальваническая цепь состоит из нормального водородного электрода и какого-либо произвольного электрода. Полное изменение химического потенциала за счет реакции в таком гальваническом элементе состоит из двух слагаемых. Одним из них является величина Ацн + унг, а другое представляет собой изменение химического потенциала, обусловленное протеканием электродной реакции на втором электроде. [c.66]

Но Д .1н + нг = 0, поэтому, составляя выражение для полного изменения химического потенциала для реакции в гальваническом элементе с нормальным водородным электродом, можно ограничиться рассмотрением только того процесса, который происходит на втором электроде. [c.66]

Таким образом, имеется полная аналогия между выражениями для химического потенциала в разбавленном растворе и мольной свободной энергией идеального газа — уравнением (11.17). [c.62]

В принципе можно истолковать электродные реакции приведенного выше типа с помощью химических потенциалов аналогично тому, как это делалось по отношению к химическим реакциям. Надо только принять электроны за химический компонент системы и приписать им химический потенциал Кроме того, следует признать, что величины и fX2n2+> которые относятся к электрически заряженным частицам, зависят от электрического состояния (электрического потенциала) металла и раствора. Для того чтобы подчеркнуть это обстоятельство, часто пользуются термином электрохимический потенциал. Электродная реакция может быть приведена в равновесное состояние соответствующим подбором величины разности электрических потенциалов между двумя фазами. Подробное изучение отдельных электродных реакций является делом большой трудности, так как невозможно определить точно понятие разности потенциалов между двумя фазами, одна из которых совершенно не содержит свободньпх электронов. Поэтому полезнее заниматься термодинамикой полной гальванической (электрохимической) цепи. [c.158]

Адсорбция на поверхности жидкости растворенного в ней вещества. Если второй компонент растворяется в объемной фазе первого, например низкомолекулярный спирт в воде, химический потенциал воды изменяется. Однако и в этом случае также можно пользоваться вместо полной формулы (XVII, 35) сокращенной формулой Гиббса (XVII, 36), если выбрать положение поверхности 3, относительно которой определяются величины адсорбции, так, чтобы величина адсорбции самого растворителя была равна нулю (Г1=0). Этого можно добиться, перемещая поверхность 3 в сторону фазы I или фазы II до тех пор, пока положительный избыток компонента I по одну сторону поверхности з не будет [c.470]

Рассмотрим процесс адсорбции количественно. В первой главе было показано, что работа увеличения поверхности равна ос13. Если в поверхностном слое активность растворенного вещества возрастает, то полная энергия поверхности увеличится на где л — химический потенциал растворенного вещества, а т.,— его избыток на поверхности. Тогда увеличение полной энергии с1и определится уравнением [c.27]

II. Отсутствие ассоциации в фазе II и практически полная диссоциация в водном растворе (сильный электролит, I). При выводе закона распределения в данном случае химический потенциал растворенного бинарного электролича в водной фазе следует представить в виде [c.122]

Отличие химического потенциала, выраженного через парциальные давления, от химического потенциала, выраженного через мольные доли, заключено в различии в этих двух случаях величин стандартных давлений — КТ п Р/Р ). Величина ЯТЩР/Р ) представляет собой изменение энергии Гиббса в процессе изотермического изменения давления от Р до Р. Следовательно, при записи химического потенциала через мольные доли в качестве стандартного выбирается состояние, в котором давление /-го газа равно полному давлению смеси. [c.64]

В предыдущем разделе мы ввели понятие стандартного электродного потенциала химической реакции. Для практических целей полезно шать, какой вклад вносит в ЭДС цепи каждая полуреакция. Потенциал полной реакции складывается из суммы потенциалов по-луреакций. Однако невозможно осуществить процесс восстановления без процесса окисления и наоборот. Поэтому, если мы составим 1 альванический элемент на основе какой-либо реакции, то мы не сможем экспериментально измерить потенциалы полуреакций. Мы получим одно уравнение с двумя неизвестными (потенциалы двух полуреакций). Однако можно сравнить между собой потенциалы двух полуреакций, если проводить их по очереди в гальваническом элементе, в одну из ячеек которою поместить некоторую стандартную систему, в 01ад которой в ЭДС принять за условный ноль. Такую систему называют электродом сравнения. Поясним сказанное на примере. [c.167]

Таким образом, электрохимический потенциал электрона в металле отражает его полную энергию на уровне Ферми при Г=ОК, а химический потенциал объединяет кинетическую энергию на уровне Ферми ер и обменную составляющую потенциальной энергии Уобм. [c.190]

Роль короткодействующих сил обусловливается не только за счет взаимодействий ион — растворитель. Большое значение здесь имеют также взаимодействия растворитель — растворитель, хотя в теориях они, как правило, не учитываются. Вследствие кооперативного характера таких взаимодействий общий вклад их в не-идеальность раствора может быть значительным, особенно для водных растворов электролитов. Причем этот вклад не зависит от полных энергий взаимодействия, а зависит от того, как энергия взаимодействия убывает с расстоянием. Чем резче энергия взаимодействия убывает с увеличением расстояния между частицами, тем больше потенциальный барьер, преодолеваемый частицей при смещении из положения равновесия. Именно поэтому для свойств растворов очень важны взаимодействия, пусть слабые, но быстро убывающие с расстоянием (короткодействующие силы). Этими взаимодействиями, как будет показано далее, определяется кинетическая сольватация ионов — воздействие их на величину потенциальных барьеров частиц и влияние в связи с этим на соль-ватнруемость ионов, что в свою очередь влияет на величину неидеальной части химического потенциала. Указанное влияние ионов на растворитель проявляется в усилении или ослаблнии связей между молекулами растворителя. [c.236]

Здесь, по определению, i, x=2vi ii — полный химический потенциал исходных веществ, а рпрод — полный химический потенциал продуктов реакции. Как ясно из вывода уравнения, появление в (У.5) алгебраической суммы химических потенциалов исходных веществ и продуктов реакции с коэффициентами Vi и V/ отражает взаимную зависимость масс компонентов по уравнению материального баланса для реакции (V. 1). При фазовых переходах условием равновесия является равенство химических потенциалов во всех фазах. В противоположность этому при химических превращениях массы отдельных компонентов могут изменяться только взаимосвязанно. Поэтому условием равновесия становится равенство полных химических потенциалов, относящихся ко всем компонентам левой и правой частей стехиометрического уравнения химической реакции. [c.135]

Чтобы по формуле (III. 1) рассчитать лГт, надо решить механическую задачу о движении системы, т. е, определить фазовую траекторию системы при заданных начальных условиях. Как уже отмечалось во введении, подобный путь решения в применении к макроскопической системе наталкивается на огромные практические трудности, хотя развитие вычислительной техники открывает здесь широкие перспективы. Решением уравнений движения (если практически такое решение доступно) можно получить наиболее полные, в рамках классической теории, сведения о поведении конкретной рассматриваемой системы. Однако чисто механический подход имеет ограничения принципиального характера, о которых говорилось ранее, и не достаточен для анализа общих закономерностей наблюдаемого на опыте поведения макроскопических систем (термодинамических закономерностей). Такие фундаментальные термодинамические параметры, как температура, энтропия, химический потенциал, не являются средними значениями механических величин и по формуле (III. 1) рассчитать эти параметры нельзя (в формуле (III.1) интересующие нас параметры просто отсутствуют). [c.44]

Из статистического определения энтропии можно вывести условия равновесия между отдельными частями изолированной системы, обменивающимися между собой энергией и частицами. Анализ этих условий приводит к понятиям температуры и химического потенциала, так что на основе микроканонического распределения можно получить полную систему термодинамических функций и установить связь между ними. Знание зависимости S (Е, V, N,,. .., N ) позволяет рассчитать все термодинамические функции системы. Мы, однако, не будем останавливаться на соответствующих выводах, поскольку микроканониче-ское распределение для нахождения термодинамических функций обычно не используется. [c.70]

Полное вырождение отвечает такому состоянию, когда все бозоны находятся на наинизшем энергетическом уровне. Согласно формуле (УП1.17) данное распределение наблюдается при Г = 0 если положить (х = О, то N (во = 0) может быть большой величиной, тогдг как все Л (е > 0) обращаются в нуль. С ростом температуры химический потенциал изменяется значения его отрицательны. [c.178]

Электрохимические элементы часто применяют для того, чтобы определить изменение изобарного потенциала химической реакции. Электрическая энергия, вырабатываемая элементом, работающим обратимо, равна полезной работе суммарного процесса, протекающего в элементе, который рассматривается как термодинамическая система. Как известно, полезная работа обратимого процесса является максимальной и равна изменению изобарного потенциала системы AG. Это изменение изобарного потенциала вызвано совокупностью электрохимических реакций на электродах, т. е. суммарной химической реакцией или другими физико-химическими процессами (растворение, выравнивание концентраций, фазовое превращение и т. д.), протекающими обратимо. Если процесс является обратимым, можно заставить элемент работать в условиях почти полной компенсации ЭДС элемента подключением внещ-ней разности потенциалов. При этом можно провести процесс в электрохимическом элементе бесконечно медленно, приближаясь бесконечно близко к состоянию равновесия. Такому процессу и соответствует измеренная величина , зная которую можно вычислить изменение изобарного потенциала системы AG. [c.244]

Найдем связь между С, К и Ф- Для этого подсчитаем полное число переменных П, определяющих состояние равновесной системы, состоящей из Ф фаз и К ком-ионентов. Будем полагать, что г,се комионенты присутствуют во всех фазах, т. е. что не существует нолной нерастворимости. Чтобы охарактеризовать состав каждой фазы, достаточно знать (/(—1) концентраций, а для всех фаз Ф(К—1). Состояние системы, кроме того, определяется двумя переменными Р и Т, следовательно, общее число переменных П = Ф(К—1)+2. Концентрации комноиентов в разных фазах связаны условием равенства химического потенциала каждого ил них во всех фазах, т. е. системой уравнений [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология