Самопроизвольная реакция критерий возможности

Энергия Гиббса служит критерием самопроизвольного протекания химической реакции при изобарно-изотермических процессах. Химическая реакция принципиально возможна, если энергия Гиббса уменьшается, т.е. [c.137]

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

Главный критерий возможности самопроизвольного течения реакции в данном направлении — положительное значение вычисленной э.д.с. соответствующего элемента. [c.200]

Как показывается в термодинамике, можно ввести такие функции, которые отражают влияние на направление протекания процесса как тенденции к уменьшению внутренней энергии, так и тенденции к достижению наиболее вероятного состояния системы. Знак изменения подобной функции при той или иной реакции может служить критерием возможности самопроизвольного протекания реакции. Дня изотермических реакций, протекающих при постоянном давлении, такой функцией является энергия Гиббса О. [c.182]

Критерием термодинамической возможности самопроизвольного протекания химических реакций в изолированной системе является изменение энтропии. [c.61]

Энтропия как мера вероятности состояния системы. Изменение энергии Гиббса как критерий возможности самопроизвольного протекания реакции. [c.40]

В табл. 9 приведены стандартные энтропии некоторых веществ вообще же следует отметить, что они играют существенную роль в химии, а именно в расчетах химического равновесия и определении критериев возможного самопроизвольного течения реакции. [c.84]

Итак, при протекании окислительно-восстановительной реакции система приближается к состоянию равновесия, при котором АС = О и АЕ = 0. Эта ситуация уже рассмотрена в гл. 12 для любых химических процессов, включая, естественно, и окислительновосстановительные реакции. Здесь остается лишь добавить, что практический критерий возможности самопроизвольного протекания реакции АС2<,8<-50 кДж преобразуется в АЕ° > 0,5 В. Соответственно, окислительно-восстановительная реакция между сопряженными парами, имеющими близкие значения Е°, не может пройти до конца - до полного израсходования исходных веществ. Например, для реакции [c.214]

В сущности, достаточно, чтобы значения Д5 или Т были невелики, а не равны нулю, так как если Т AS будет мало, знаки АН и AG совпадут. Действительно, при очень низких температурах самопроизвольно протекающими обычно оказываются экзотермические процессы. Поэтому при низких температурах принцип Вертело может служить простым и достаточно надежным, хотя бы в первом приближении, критерием возможности протекания процесса, причем он особенно надежен для реакции в конденсированных системах, где значение AS невелико. [c.382]

Таким образом, изменение энергии Гиббса есть тот критерий, который определяет термодинамическую возможность самопроизвольного протекания той или иной реакции. Если при каких-то условиях ДС < О, то при этих условиях реакция должна протекать самопроизвольно. Должна. Но будет ли она идти реально, зависит от ее скорости. Обратимся теперь к законам химической кинетики. [c.141]

Многочисленные наблюдения выявили определенную направленность самопроизвольно (без затраты внешней работы) протекающих процессов тепло не может переходить от холодного тела к нагретому, диффузия идет от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией, электрический ток течет от мест с более высоким потенциалом к местам с более низким потенциалом, раствор не может сам собой разделиться на составляющие его вещества и т. д. Самопроизвольно протекающие процессы в системе идут до состояния равновесия с выравниванием температур, давлений, потенциалов и т. д. (фактор интенсивности). Для химических процессов тоже есть критерий возможности их самопроизвольного течения. Есть реакции, которые при данных условиях могут протекать только в одном направлении с полным расходованием исходных веществ (разложение КСЮз при нагревании, многие взрывные процессы и т. п.). Это химически необратимые реакции, которые не могут самопроизвольно протекать в обратном направлении. [c.19]

Как показывается в термодинамике, можно ввести такие функции, которые отражают влияние на направление протекания процесса как тенденции к уменьшению внутренней энергии, так и тенденции к достижению наиболее вероятного состояния системы. Знак изменения подобной функции при той или иной реакции может служить критерием возможности самопроизвольного протекания реакции. Для изотермических реакций, протекающих при постоянном давлении, такой функцией является энергия Гиббса G, называемая также изобарно-изотермическим потенциалом, изобарным потенциалом или свободной энергией при постоянном давлении. [c.191]

Хотя эти критерии показывают, является ли некоторый процесс самопроизвольным, однако они не дают еще основания сделать вывод о том, что изменения будут происходить с заметной скоростью. Например, смесь 1 моль углерода с 1 моль кислорода при 1 атм и 25° имеет больший изобарный потенциал, чем 1 моль двуокиси углерода при 1 атм и 25° следовательно, имеется возможность образования двуокиси углерода из углерода и кислорода при данных постоянных температуре и давлении. Эта реакция теоретически возможна, хотя углерод может существовать в контакте с кислородом очень долгое время. Процесс, обратный самопроизвольному, конечно, является несамопроизвольным. Так, разложение двуокиси углерода при комнатной температуре, сопровождающееся увеличением изобарного потенциала,— несамопроизвольный процесс. Он может происходить только под внешним воздействием, нанример при нагревании до очень высокой температуры, при которой изменение изобарного потенциала имеет противоположный знак. [c.122]

Напомним некоторые важные следствия. Согласно второму началу термодинамики, физический или химический процесс самопроизволен (т.е. протекает без поглощения системой внешней работы) только в том случае, когда свободная энергия системы уменьшается, т.е. когда Д<3<0. Следовательно, реакция протекает самопроизвольно только тогда, когда сумма свободных энергий образования конечных веществ меньше суммы свободных энергий исходных веществ, т.е. когда АО отрицательна. (Это условие справедливо только для свободной энергии реакции, а не для энтальпии реакции.) Знание свободной энергии реакции AG является надежным критерием для предсказания возможности протекания определенной реакции в данных j словиях. [c.158]

Повторяя теперь ход рассуждений, приведенный для энергии, заменяя везде изохорные условия dv 0) на изобарные условия idp = 0), можно прийти к следующим выводам. В адиабат-но-изобарных dS — 0 dp 0) условиях энтальпия служит критерием равновесия или направления самопроизвольных процессов. При равновесии энтальпия в этих условиях постоянна (dH = 0), при любом самопроизвольном процессе энтальпия уменьшается (dH < 0). Если в такой системе возможна химическая реакция, то прн химическом равновесии h i dni — О, при самопроизвольно протекающей реакции dn < 0. [c.52]

Любой из перечисленных признаков мог бы служить критерием осуществимости процесса. В частности, можно было бы использовать для этой цели энергию данного вида или ее фактор интенсивности и утверждать следующее самопроизвольные процессы идут в сторону уменьшения энергии и выравнивания фактора интенсивности в разных частях системы. Достижение минимума энергии и одинакового значения фактора интенсивности служит признаком конца процесса, т. е. условием равновесия. Однако разнообразие факторов интенсивности затрудняет общее рассмотрение проблемы возможности процесса и равновесия. Без специального анализа неясно также, какая величина является фактором интенсивности для химических превращений. Что касается энергии, то она может быть искомым критерием только для чисто механических процессов, в которых превращение энергии в работу (и обратно) происходит без участия теплоты (свободное падение тела, течение невязкой жидкости, сжатие растянутой стальной пружины и т. д.). Кроме того, имеются процессы, которые идут самопроизвольно, хотя не сопровождаются изменением энергии (расширение идеального газа в пустоту, диффузионное смешение газов, растворение полиизобутилена в изооктане, реакция изотопного замещения Юа + и др.). В таких процес- [c.90]

На основе утверждения, что для необратимого процесса й8 > д1Т, второй закон дает критерий, позволяющий судить о возможности протекания химической реакции. Только показав, что это неравенство применимо к данному изменению состояния или данной химической реакции, можно утверждать, что это изменение или эта реакция произойдет самопроизвольно. [c.50]

Почему AG может рассматриваться как критерий самопроизвольности протекания химической реакции Возможны ли случаи, когда реакции с AG < О практически не идут Дайте объяснение. [c.45]

Критерием термодинамической возможности самопроизвольного протекания химических реакций в неизолированной системе при р, Т= onst является изменение энергии Гиббса. [c.64]

Из изложенного вытекает, что общий тепловой баланс реакции не может служить ни для характеристики максимальной работоспособности химического процесса, ни даже для суждения о возможности его самопроизвольного осуществления. Напротив, знание изменения свободной энергии (АР) системы при переходе ее из одного состояния в другое является вполне надежным критерием, позволяющим судить о возможности химического превращения в соответствии с законами термодинамики, его направлении (в случае обратимых реакций) и максимальной работоспособности. [c.221]

Попытки найти такой критерий привели в конце девятнадцатого века к представлению, что реакции, идущие с выделением гепла, осуществимы. В этих случаях реакционная система, поддерживаемая при постоянной температуре, должна терять тепло по мере осуществления реакции. Изменения теплосодержания АЯ (обычно называемые изменениями энтальпии) в таких системах отрицательны и называются экзотермическими. Имевшиеся данные привели многих химиков к предположению, что самопроизвольно могут осуществляться только экзотермические реакции. Эндотермические реакции (с положительным АЯ) должны были бы осуществляться только при условии, что энергия поступает в систему из окружающей среды. Представлялось, что АЯ является возможным критерием самопроизвольного протекания реакции. [c.45]

Задачей физической химии, а точнее термохимии и термодинамики, и является определение тепловых эффектов химических реакций, их зависимости от условий и в первую очередь от температуры. Изучение тепловых явлений, сопровождающих химические реакции, а также некоторых термических свойств реагирующих веществ, а именно кх энтропий и теплоемкостей, позволяет установить общие критерии самопроизвольного течения реакции, а также критерии равновесия. При этом в результате некоторых приближений можно вывести один из важных законов химии — закон действующих масс, открытый на основании иных предположений норвежскими учеными Гульдбергом и Ваа-ге (1867). Суть дела можно свести к возможности теоретического вычисления константы равновесия (/Ср) и определению равновесного состояния реагирующей системы, а следовательно, и наибольшего возможного при данных условиях выхода (концентрации) интересующего химика продукта. [c.5]

Как МЫ уже говорили (см. гл. 6), явление саморазвития каталитических систем возможно при выполнении критериев существования открытой элементарной каталитической системы, главным из ко горых является непрерывное самопроизвольное течение некоторой необратимой базисной реакции [c.117]

Подавляющее большинство электрохимических процессов протекает при практически постоянных температуре и давлении. При равновесии температура и давление равны во всех фазах системы. Поэтому при рассмотрении электрохимических реакций удобно в качестве критерия возможности самопроизвольного протекания процесса или равновесия его пользоваться термодинамическим потенциалом Гиббса —функцией, выражающей максимальную полезную работу, которую можно получить от системы при указанных условиях. Термодинамический потенциал Гиббса называют иначе свободной энергией при постоянном давлении, а также изобарно-изотермическим или просто изобарйым потенциалом. [c.5]

Полученное отрицательное значение ДС° (298) подтверждает вывод, сделанный на основе оценки Д// (298) реакции. Близость найденных значений Д//°(298) и ДС°(298) связана, в частности, с тем, что при протекании расс.матриваемой реакции не меняется число молекул газов (в нашем примере ни исходные вещества, ни ггродукты реакции не являются газами). При изменении же числа молекул газов может существенно изменяться энтропия системы (переход в газообразное состояние сопровождается сильным возрастанием молекулярного беспорядка ), вследствие чего значения ДЯ° и АС° могут не только заметно различаться по величине, но даже иметь разные знаки (см. пример 2). Поэтому в подобных случаях знак ДЯ°(298) не может служить определенным критерием направления самопроизвольного протекания реакции. Большое абсолютное значение ДС°(298), найденное для рассматриваемой реакции, позволяет с достаточной вероятностью говорить о возможности Протекания этой реакции в прямом направлении не только при стандартной температуре (25 °С), но и при других температурах. В случае малых абсолютных значений ДС°(298), а также для реакций, протекающих с изменением числа молекул газов, такого заключения делать нельзя в подобных случаях нужно знать зависимость ДС° от Температуры. [c.185]

Используя уравнение (2.24), можно решить еще один важный вопрос. В прошлом веке считали, что мерой химического сродства является тепловой эффект реакции (принцигг Бертло). Этот критерий (Д//) удобен, так как тепловой эффект легко измерить, и, на первый взгляд, правдоподобен. В самом деле, чем больше выделится теплоты в ходе реакции, тем, казалось бы, охотнее вещества вступают во взаимодействие, тем прочнее образующиеся продукты и полнее протекает процесс. Действительно, большинство реакций, самопроизвольно протекающих при комнатной температуре, экзотермичны. Однако при высоких температурах возможны многие самопроизвольные процессы, сопровождающиеся, вопреки принципу Бертло, не выделением, а поглощением теплоты. Так, реакция (5) при T-IS O К протекает слева чаправо (см. рис. 2.8), хотя для нее при этой температуре тепловой эффект и положителен, и велик, АН-259 кДж. [c.201]

При изучении химических взаимодействий очень важно оценить возможность или невозможность их самопроизвольного протекания при заданных условиях, выяснить химическое сродство веществ. Должен быть критерий, при помощи которого можно было бы установить принципиальную осуществимость, направление и пределы самопроизвольного течения реакции при тех или иных температурах и давлениях. Первый закон термодинамики такого критерия не дает. Тепловой эффект реакции не определяет направления процесса самопроизвольно могут протекать как экзотермические, так и эндотермические реакции. Так, например, самопроизвольно идет процесс растворения нитрата аммония ЫН4ЫОз (к) в воде, хотя тепловой эффект этого процесса положителен А/Йэв > О (процесс эндотермический), и в то же время невозможно осуществить при Т = 298,16 К и р = = 101 кПа синтез к-гептана С,Н1в (ж), несмотря на то, что стандартная теплота его образования отрицательна АЯгэа обр <0 (процесс экзотермический). [c.104]