Водород стандартная свободная энергия

Пример I. Вычислить стандартную свободную энергию образования бензола из графита и водорода [c.103]

В расчетах методом суммирования широко используются термодинамические характеристики реакций образования веществ. Свободная энергия образования вещества в стандартных условиях, АРf, представляет собой изменение свободной энергии, происходящее при образовании этого вещества в его обычном состоянии (твердое тело, жидкость или газ) из составляющих элементов, находящихся в стандартном состоянии. За стандартное состояние элемента обычно принимается его наиболее стабильная форма при комнатной температуре. Стандартное состояние углерода — графит, водорода или кислорода — двухатомные газы. Изменение свободной энергии в стандартных условиях можно легко рассчитать, складывая стандартные свободные энергии образования индивидуальных компонентов реакции. Так, например, АР° для сгорания бутадиена (первая реакция в (УП-4) рассчитывается по выражению [c.361]

Стандартная свободная энергия порядка — 191 кДж указывает на наличие очень большой движушей силы реакции такая движущая сила часто приводит к взрыву. Обратимся теперь к более спокойной реакции-получению аммиака из водорода и азота. [c.73]

При парциальных давлениях водорода и кислорода, меньших атмосферного, их удаление будет иметь диффузионный характер и совершаться медленно. Для того чтобы выделяющиеся газы имели давление, равное одной атмосфере, в соответствии с уравнением А0° = —пЕ°Р, необходимо приложить э. д. с., величина которой определяется стандартной свободной энергией образования воды [c.194]

Разность стандартных свободных энергий этих реакций составляет 3 ккал/моль, а константы равновесия различаются всего в 100 раз. Различие же в скоростях этих реакций разительно если первую из них невозможно зарегистрировать из-за слишком малой скорости, то вторая протекает настолько быстро, что ее константу скорости удается определить только с помощью специального оборудования для исследования быстрых реакций. Причина этого эффекта заключается в том, что реакция воды с диметиловым эфиром в отличие от реакции воды с метанолом встречает стерические затруднения, обусловленные отталкиванием атомов водорода метильных групп. [c.15]

Разнообразие продуктов, получаемых при использовании различных катализаторов и в разных условиях температуры, давления и времени контакта, указывает на то, что в этих синтезах истинное равновесие не достигается. Данные по изменению стандартной свободной энергии типичных реакций образования парафинов, олефинов и спиртов пз соответствующих количеств окиси углерода и водорода приведены Андерсоном с сотр. [76]. Эти изменения отрицательны при низких температурах и положительны при высоких, как показано на рис. 71 для главных реакций при п = 1 и л = 2 [c.303]

При малых степенях заполнения (0<О,1), когда, по-видимому, преобладает адсорбция сильно связанного водорода, применима изотерма Генри и степень заполнения пропорциональна (рис. 131). Брайтер [4, 37] рассчитал изменения начальной (при 0=0) стандартной свободной энергии (АС ), энтальпии (АЯ ) и энтропии (А5 ), нспользуя рис. 131 и аналогичные графики, полученные при работе с различными другими электролитами. Состав электролита оказывал ясно выраженное влияние на значения этих трех величин, причем АЯ связано линейной зависимостью с А5 (рис. 132). Следовательно, понижению энергии связи соответствует уменьшение упорядоченности хемосорбированного слоя. [c.276]

Специфическая адсорбция анионов оказывает влияние на кинетические характеристики водородного электрода по следующим причинам а) изменяется фг-потенциал (во внешней плоскости) б) изменяется стандартная свободная энергия адсорбции водорода (рис. 132) в) блокируется часть поверхности. [c.295]

Величина ДС° совпадает со стандартной свободной энергией переноса иона водорода из воды в растворитель в [c.38]

При написании уравнений образования веществ соблюдается условие, согласно которому простые вещества берутся в состояниях, устойчивых при данных условиях температуры и давления. Величины стандартного сродства таких реакций, как (V) — (VHI), носят название стандартного сродства образования. Таблицы величин стандартного сродства образования (или стандартных свободных энергий образования, равных —Л ) позволяют, таким образом, рассчитать константу равновесия любой реакции с участием соединений, содержащихся в таблицах. По определению, величина стандартного сродства образования простого вещества в его нормальном состоянии равна нулю. Действительно, уравнение реакции образования в этом случае представляет собой тождество например, для водорода H2(g)=H2(g), и сродство должно равняться нулю. Стандартные свободные энергии, использованные в примерах 7.2, являются стандартными свободными энергиями образования или свободными энергиями по отнощению к простым веществам, взятым в качестве стандартного состояния. [c.141]

Рис. 16-2. Последовательные этапы окисления метана до СО2. По мере того как четыре атома водорода один за другим отщепляются от углерода, скачкообразно снижается н количество доступной свободной энергии. В простых органических соединениях отношение числа связанных с углеродом атомов водорода к числу атомов углерода приблизительно пропорционально стандартной свободной энергии окисления данного соединения до СО2.

Демонстрируя зависимость электронных реакций от свободной энергии адсорбции реагирующих веществ, Парсонс [173] показал, что ток обмена во время электролитического выделения водорода оказывается сильным в случае тех металлов, которые способны легко адсорбировать атомарный водород. Ток обмена, который представляет собой электродный ток при обратимом электродном потенциале, служит удобной мерой каталитической активности. Эта величина может быть вычислена экспериментально путем применения уравнения Тафеля [174] и нахождения угла наклона графика зависимости стенени поляризации от логарифма силы тока на катоде, а также нахождения точки пересечения этого графика с осью координат. По мере того как стандартная свободная энергия адсорбции водорода на различных металлах приближается к нулю, ток обмена достигает максимума. Металлы, характеризующиеся высокими значениями теплоты адсорбции, уменьшают ток обмена, так как абсолютная величина стандартной свободной энергии адсорбции водорода, имеющей отрицательное значение, увеличивается. Медленная реакция адсорбированных атомов и ионов водорода, по-видимому, определяет скорость выделения водорода, и это подтверждается наличием связи между током обмена и свободной энергией адсорбции. [c.377]

Таким образом, стандартная свободная энергия всех веществ, а также ионов, определяется как стандартная свободная энергия реакций образования их из простых веществ или из гидратированных ионов водорода [c.21]

Последнее условие является добавлением к условию, принимающему, что стандартная свободная энергия образования иона водорода в водном растворе равна нулю. [c.30]

Многие биологические реакции протекают в водной среде. Поэтому есть смысл относить стандартную. свободную энергию образования данного соединения к водному раствору с активностью, равной единице соответствующие знач 1ия АО/ так-же приведены в табл. 2. Для иона водорода принято считать, что А0/ = 0. Различие между величинами АО/ и А(Т° в большинстве случаев невелико. Однако учитывать его очень важно, так [c.28]

Если дать течь току в таком элементе достаточно продолжительное время, то даже в том случае, когда в элементе содержится довольно большое количество соляной кислоты, так что образующийся H l вызывает лишь ничтожное изменение концентрации, последовательные измерения электродвижущей силы показывают, что разность потенциалов постепенно уменьшается, равно как и скорость образования хлористого водорода. Более Тщательные наблюдения условий работы элемента обнаруживают существование в нем заметных градиентов температуры и концентрации таким образом, данный процесс не является обратимым и не может быть использован для определения изменений свободной -энергии. Нет необходимости измерять электрическую энергию, выделяющуюся при образовании целого моля хлористого водорода достаточно измерить электродвижущую силу, возникающую при образовании бесконечно малого количества НС1, при помощи потенциометра если электродвижущие силы скомпенсированы, то процесс протекает в обратимых условиях., Дл Г того чтобы получить — AZ, остается умножить электродвижущую силу, измеренную в обратимых условиях, на количество электричества, которое должно протечь при образовании одного моля НС1. Если Hj и С1а находятся при давлении в 1 атм, то измеренную электродвижущую силу можно считать относящейся к стандартным состояниям этих веществ при летучести, равной единице. Если коэ-фициент активности H l при молярности т известен, то можно вычислить стандартную свободную энергию образования H l в растворе при активности, равной единице. [c.96]

Так как стандартный потенциал определяется изменением свободной энергии при реакции взаимодействия металла (металлоида) с водородом [c.183]

Заметим, что в этом случае АС°52,2К положительно. Итак, AG 52,2K — изменение свободной энергии, которое сопровождает реакцию, протекающую в стандартных условиях, т. е. когда парциальные давления реагентов и продуктов равны одной атмосфере. Положительная величина А01 2,2К означает, что невозможен самопроизвольный переход из начального состояния (давление спирта составляет одну атмосферу) в конечное состояние, при котором продукты (ацетон и водород) могли бы иметь парциальное давление в одну атмосферу. [c.211]

Из уравнений (6) и (9) очевидно, что электродные потенциалы можно выразить через свободные энергии или химические потенциалы реагентов и продуктов реакции обратимой ячейки. С этой целью свободная молярная энергия ионов водорода в стандартном состоянии принимается равной нулю в соответствии с уже принятой номенклатурой. [c.26]

Функ [555] показал, что термохимический процесс разложения воды, который будет проходить при температурах ниже 2800 К, должен состоять из нескольких стадий. Действительно, свободная энергия диссоциации воды колеблется в пределах от 239 кДж/моль при 273 К до 184 кДж/моль при 1200 К. Следовательно, константа равновесия для термической диссоциации воды составляет примерно 10 при 273 К и около Ю при 1200 К. При температуре 2773 К в парах воды содержится около 4,5 % смеси Ог -Ь и 5,6 % смеси Н + ОН. Таким образом, при указанных температурах невозможно провести термическое разложение воды только за счет тепла (без затраты работы) в одну стадию. Но это разложение может быть проведено в несколько химических стадий, каждая из которых протекает при оптимальной температуре в пределах указанных температур с рециклом всех продуктов за исключением водорода и кислорода. Термодинамической особенностью этих процессов является то, что сумма стандартных энтальпий реакций по индивидуальным стадиям должна быть равна или превосходить 285 кДж/моль для полной диссоциации 1 моля жидкой воды или 242 кДж/моль, если на входе в процесс подается водяной пар. Последнее значение мало зависит от температуры в пределах интересующих нас температур (242,96 кДж/моль при 298 К и 249,20 кДж/моль при 1200 К). [c.355]

Стандартные парциальные мольные свободные энергии образования (на г-атом водорода) [c.230]

Наряду с электростатической энергией сольватация ионов будет оказывать заметное влияние на энергию, необходимую для перемещения 1 г-иона из стандартного состояния в одном растворителе в стандартное состояние в другом растворителе. В случае иона водорода особый тип сольватации — кислотноосновное взаимодействие с растворителем — играет важнейшую роль необычное положение сольватированного протона по сравнению с другими катионами общепризнанно [43]. Растворители с ярко выраженными основными свойствами должны прочно удерживать протоны. На самом деле, свободная энергия переноса протонов из воды в другой растворитель, по-видимому, является (по крайней мере теоретически, если не практически) наилучшей мерой относительных основностей этих растворителей [44]. Свободная энергия переноса, определяемая различными методами, некоторые из которых уже рассматривались, слагается из эффектов электростатического взаимодействия зарядов и сольватации. Поэтому более разумен подход, в соответствии с которым свободную энергию переноса можно представить в виде двух частей [ср. с уравнением (24)] [c.332]

Иначе говоря, условно принимают, что свободная энергия образования иона водорода из газообразного водорода при стандартных условиях равна нулю. Прим. ред.) [c.319]

Пользуясь табличными данными а) теплоты образования Н2О из элементов (см. приложение I, табл. 17), б) стандартным значением свободной энергии 1 моля Н2О (см. приложение I, табл. 22) и температурной зависимостью теплоемкостей водорода, кислорода и Н2О (см. приложение I, табл. 6), вычислить изменение свободной энергии при образовании НгО , из элементов при 727° С. [c.299]

Н. А. Измайлов [28] (см. также [29, 30]), исходя из стандартной э. д. с. гальванического элемента Pt Н2, НС1 (в растворителе SH), Ag l Ag вычислил с помощью цикла Борна — Габера сумму энергий сольватации ионов водорода и хлора. Для выполнения расчетов необходимо знать а) энергию диссоциации молекул водорода б) свободную энергию сублимации серебра в) энергию кристаллической решетки хлорида серебра и г) энергию ионизации атомарного водорода и серебра в газообразном состоянии. Были получены следующие значения (в ккал1моль) [c.164]

Кинетические уравнения реакций (I) — (III) в случае, когда хемосорбция водорода описывается логарифмической изотермой Тёмкина [уравнением (2)], приведены в табл. 15. Следует отметить, что наблюдаемый ток обмена в уравнениях (с), f) и ( ) табл. 15 не зависит от стандартной свободной энергии адсорбции. [c.289]

Рис. 138. Зависимость логарифма тока обмена от стандартной свободной энергии адсорбции водорода. Горизонтальный участок соответствует средним степеням заполнения и логарифмической изотерме Тёмкина. Линейные участки соответствуют изотерме Ленгмюра. (Парсонс [82].)

Эти значения свободной энергии образования парообразной перекиси водорода можно использовать и для вычисления свободной энергии образования перекиси водорода в жидкой фазе (как безводной, так и в растворе с моляльной активностью, раыюй единице при 25°). Стандартная свободная энергия конденсации пара перекиси водорода при 25° оказывается равной [c.215]

В реакциях, связанных с переносом электронов, т.е. в реакциях окисления-восстановления, способность донора электронов (восстановителя) отдавать электроны характеризуется стандартньп восстановительным потенциалом Е . Окислительно-восстановительные системы, обладающие более электроотрицательными значениями E , стремятся передать свои электроны системам с более электроположительными значениями < . Изменение стандартной свободной энергии в окислительно-восстанови-тельных реакциях определяется из уравнения AG = — kFAJEq. в митохондриях атомы водорода, отщепленные от субстратов дегидрогеназами, передают свои электроны в цепь переноса электронов. Переходя по этой цепи от одного переносчика к другому, электроны в конечном итоге достигают молекулярного кислорода и восстанавливают его в HjO. Энергия, высвобождающаяся в процессе [c.545]

НВг и Н1 из воды в пять различных по составу водно-метаноль-ных растворов (содержание метанола в вес. % менялось от 20 до 90). Используя эти результаты (и более ранние данные Фикинса и сотр.), Томкинс путем экстраполяции на 1/га = О оценил стандартные свободные энергии переноса ионов водорода. Аналогично были обработаны данные для хлоридов лития, натрия и калия [23], и график зависимости изменений свободных энергий от обратных радиусов катионов был использован для определения стандартной свободной энергии иона хлора. Оба типа графиков характеризуются удовлетворительной линейностью с наклонами противоположных знаков. Ни одна из этих прямых не имеет наклона, предсказываемого уравнением Борна [уравнение (28)]. [c.323]

Изменения свободной энергии. Интерес представляет также различие в свободной энергии для различных форм водорода соответствующие значения легко могут быть вычислены, особенно при достаточно высоких температурах. Уравнение (XXVI а) гл. II (стр. 53) дает стандартную свободную энергию, выраженную через функцию распределения (Q) и другие величины для различных форм молекулярного водорода это уравнение может быть упрощено. [c.97]

Фрумкиным [135, 136] был использован термодинамический подход к явлениям адсорбции органических веществ на поверхности платиновых металлов. В развитой теории показано, что при полной обратимости адсорбционного процесса способность адсорбировать водород и кислород, свойственная платиновым металлам, а также в той или иной мере многим другим твердым электродам, должна приводить к ряду особенностей в закономерностях адсорбции органических веществ. Так, стандартная свободная энергия процесса адсорбции органического вещества АСорг выражается в этом случае соотношением [c.291]

В биохимической эиергетике принято определять изменение свободной энергии при концентрации водорода [Н+] == 10 М (рН7) и температуре 25 С такое изменение стандартной свободной энергии при pH 7,0 обозначают Д0°1 [c.203]

Пользуясь табличными данными а) теплотой образования Н2О пз элементов (см. табл. 17), б) стандартным значением свободной энергии 1 моля П2О (см. табл. 23) и в) температурной зависимостью теплоемкостей водорода, кислорода и П2О (см. табл. 6) вычислить изменение свободной энергии при обра ювании НгОгаз из элементов пр,и 727° С. [c.213]

На этой стадии высвобождается мало энергии. Ее главная цель заключается в превращении любой пищи в стандартный набор химических веществ и подготовке к более эффективным стадиям получения энергии. На второй стадии, называемой циклом лимонной кислоты, пировиноградная кислота окисляется до СО 2, а атомы водорода от пировиноградной кислоты переходят к молекулам-переносчикам НАД (никот инамидадениндинуклеотид) и ФАД (флавинадениндинуклеотид). На этой стадии тоже происходит запасание лишь очень небольшого количества свободной энергии в молекулах АТФ. Главной целью этой стадии является разделение большой свободной энергии (1142 кДж-моль ), заключенной в пировиноградной кислоте, на четыре меньшие и легче используемые части (приблизительно по 220 кДж моль ), которые содержатся в 4 молях восстановленных молекул, переносящих энергию. На третьей стадии процесса, называемой дыхательной цепью, происходит использование этих восстановленных молекул-переносчиков. Они повторно окисляются, а водородные атомы, полученные при окислении, используются для восстановления О2 в воду при этом происходит запасание выделившейся свободной энергии в синтезируемых молекулах АТФ. [c.326]

Поиски способа установления соотношения практических шкал активности протона ан в неводных и смешанных водных растворителях с условной шкалой в воде представляют, в сущности, попытку учесть влияние среды с помощью коэффициента активности аона водорода тУп- Рассмотрим два разбавленных раствора соляной кислоты с моляльностью т в водном (да) и неводном (х) растворителях. Активность протона в обеих средах, отнесенная к стандартному состоянию в воде, формально определяется соотношением —1ё( гс7н) среде 5 можно также записать — (" тУн вун) [см. уравнение VI.19]. Для разбавленных растворов величины гиУн и Ун могут быть найдены с помощью уравнения Дебая — Хюккеля. Как было показано, оценка ун, по Борну, мало пригодна. Разность нулевых точек двух шкал активности или ран составляет свободную энергию переноса 1 г-иона водорода из стандартного состояния в воде в стандартное состояние в растворителе 5. [c.186]

Прямое влияние повышенных температур на протекание реакции объясняется изменением термодинамических соотношений между исходными реагентами, промежуточными частицами и продуктами. Реакции диссоциации малых молекул сопровождаются увеличением числа частиц в системе. Они все эндотермичны, но для них характерно положительное изменение энтропии порядка 30 кал/(моль-град) на одну дополнительно образовавшуюся молекулу. Свободная энергия ДС° = ДЯ°—7Д5°, отнесенная к стандартным условиям, меняется от больших положительных до больших отрицательных величин при росте температуры. Для системы водород — кислород перекись водорода Н2О2 стабильна (не распадается на Нг и Ог) только до температур порядка 1300 К при парциальных давлениях около одной атмосферы. Малоактивный радикал НОг с энергией связи 47 ккал/моль начинает заметно распадаться на Н и Ог при температурах выше 2000 К, что является обратным процессом для реакции обрыва. При температурах 2500—ЗООО К происходит уже распад НаО, а затем и двухатомных продуктов распада Н2О. При таких высоких температурах значительно уменьшается экзотермичность реакции и реальный прирост температуры становится существенно меньше максимально достижимого в процессе адиабатического горения. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология