Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца и направленность химических реакций

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]

В последующие годы развитие химической термодинамики пошло по двум, сначала совершенно независимым линиям. Первая связана с именами Гельмгольца и Вант-Гоффа, вторая — с именем Гиббса, В 1882 г. Гельмгольц в статье под названием К термодинамике химических реакций предложил разделить химическую энергию на две части способную превращаться только в теплоту и способную превращаться в другие виды работы. Первую он назвал связанной, а вторую свободрой энергией- Гельмгольц показал, что для изотермических систем минимум свободной энергии является условием их равновесия. Таким образом, наряду с энтропией появился еще один критерий химического равновесия. Принципиальное значение имел и вывод Гельмгольца о том, что именно значения свободной энергии, а не энергии, проявляющейся путем выделения тепла, будут определять, в каком направлении может действовать химическое сродство. Следующий шаг принадлежал Вант-Гоффу (1884—1887). Оперируя моделью идеального газа, Вант-Гофф установил термодинамическим путем связь между равновесными коицептрациями исходных веществ и конечных продуктов реакции, т. е. вывел теоретически закон действия масс. Вант-Гофф предложил также уравнение, выражающее зависимость константы равновесия (он впервые применил этот термин, так же как и знаки для обратимых реакции) от температуры, установил зависимость между константой равновесия К и работой Е. которую может произвести химическое сродство [c.121]

Термодинамический анализ дает возможность судить об оптимальной для выхода продукта температуре реакции. Направление химической реакции определяется знаком изменения изобарно-изотермического потенциала АО (энергии Гиббса) или изохорно-изотермического потенциала АЛ (энергии Гельмгольца), происходящего в Системе в результате реакции. [c.49]

ЭНЕРГИЯ ГИББСА, ЭНЕРГИЯ ГЕЛЬМГОЛЬЦА И НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ [c.136]

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]

Это выражение носит название уравнения Гиббса—Гельмгольца и является одним из самых важных для химии соотношений термодинамики, так как оно дает зависимость свободной энергии от температуры, а свободная энергия, как мы видели, определяет направление химических реакций и состояние равновесия. [c.23]

Направление и пределы самопроизвольного течения химических реакций. В соответствии с (IV.19) и (IV.21) положительной максимальной работе или отвечают отрицательные значения энергии Гельмгольца AF и энергии Гиббса ДС химических реакций. Иными словами, при постоянных температуре и давлении реакция протекает самопроизвольно в том направлении, которому отвечает убыль энергии Гиббса системы G2условием самопроизвольного течения химической реакции при заданных р и Т является неравенство [c.102]

Поэтому, определив изменение энергии Гиббса (АС) или энергии Гельмгольца АР), т. е. разность значений между алгебраическими суммами энергий Гиббса (или энергий Гельмгольца) продуктов реакции и исходных веществ, можно количественно вычислить направление и полноту протекания той или иной химической реакции [c.220]

Энергия Гиббса. Чтобы ответить на вопрос, будет ли принципиально протекать та или иная химическая реакция, в каком направлении и как глубоко, необходимо к химическим реакциям применить второй закон термодинамики. Этот закон в приложении к химическим процессам может быть сформулирован следующим образом всякий самопроизвольный процесс (т. е. без затраты работы извне), в том числе и химическая реакция, может протекать в том направлении, при котором в системе происходит уменьшение энергии Гиббса (если процесс идет при постоянных температуре и давлении) или энергии Гельмгольца (если процесс идет при постоянных температуре и объеме). [c.242]

Расчет равновесных (теоретических) выходов целевых и побочных продуктов реакции, определение термодинамической устойчивости веществ и направления само- и несамопроизволь-ного протекания реакций в изучаемых условиях является одним из важнейших этапов при исследовании новых химических реакций, при проектировании промышленных химических установок, при подборе оптимальных по составу катализаторов и разработке математических моделей для управления химическими процессами. Равновесный состав смеси химических веществ можно определить экспериментально или рассчитать по термическим данным с привлечением данных по теплоемкостям, теплотам и энтропиям веществ, а также по величинам изменения энергий Гельмгольца и Гиббса. [c.206]

Все химические реакции одновременно протекают в двух направлениях в сторону образования продуктов реакции (вправо — прямая реакция) и в сторону преврапдения продуктов в исходные вещества (влево—обратная реакция). Вследствие химической обратимости реакции не доходят до конца. Так как скорость реакции прямо пропорциональна концентрации, то с течением времени скорость прямой реакции будет уменьшаться, а скорость обратной расти. Когда обе скорости сравняются, наступит химическое равновесие. Химическое равновесие — динамическое, характеризуется постоянством равновесных концентраций (или парциальных давлений) всех участников реакции при постоянстве внешних условий и минимальном значении энергии Гиббса или энергии Гельмгольца. [c.50]

Несколько позже Гиббс, а затем Гельмгольц пришли к принятому в настоящее время выводу о том, что направление реакции (химическое сродство) определяется свободной энергией AG или AF. Это дало возможность применить формальный аппарат термодинамики для расчета равновесных превращений и влияния разлтных параметров на выход конечного продукта химической реакции. [c.58]

ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО — термин, применявшийся для характеристики способностп данных веществ к химич. взаимодействию между собой пли для характеристики степени устойчивости получающегося при этом соединения в отношении разложения на исходные вещества. В разное время X. с. пытались оценивать по разным параметрам реакцпй. В середине 19 в. в качестве меры X. с. началп использовать количество теила, выделяющегося при реакции (см. Бертло-Томсена принцип). Однако существование самопроизвольно протекающих эндотермических реакций показало ограниченную применимость этого положения. Вант-Гофф, применив второй закон термодинамики, доказал (1883), что направление самопроизвольного теченпя реакции определяется не тепловым эффектом реакции, а максимальной работой ее. При этом он вывел уравнение, количественно выражающее зависимость этой величины от концентрации веществ, участвующих в реакции (см. Изотермы, реакции уравнение), и зависимость направления самопроизвольного течения реакцпй от соотношения между этими концентрациями. В настоящее время вместо максимальной работы рассматривают изменения изобарно-пзотермич. потенциала (энергии Гиббса) А2 для реакций, происходящих при постоянных темп-ре и давленип, или изменение изохорно-изотермич. потенциала (энергни Гельмгольца) АР для реакций, происходящих при постоянных темп-ре и объеме. Понятие о X. с. при этом уже не применяется. [c.331]