Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Энтропия процесса химической реакции

    Изменение энтропии в химических реакциях вычисляется подобным путем так, для процесса [c.37]

    Всякое изменение состояния системы молекул (среднестатистическая функция распределения по уровням энергии) сопровождается стремлением к новому состоянию равновесия (релаксация). Поглощение зв)т<а всегда сопровождается релаксационными процессами, которые могут остановиться в состоянии неустойчивого равновесия (метастабильное состояние). Нахождение вещества в этом состоянии делает его весьма чувствительным к разнообразным трансформациям. В работе [443] показано, что в метастабильном состоянии субстанция склонна к быстрым химическим изменениям. В этой же работе приводятся сведения, что существует прямая пропорциональная связь между константой скорости химической реакции, энергией и энтропией активации и временем релаксации. [c.49]


    В процессе химических реакций одновременно действуют две тенденции стремление частиц объединиться в более сложные, что уменьшает энтальпию, и стремление частиц разъединяться, что увеличивает энтропию. Суммарный эффект этих двух противоположных тенденций в процессах, протекающих при постоянных Т и Р, отражает изменение изобарно-изотермического потенциала G или просто изобарного потенциала (энергия Гиббса)  [c.77]

    Чтобы энтропии веществ были сравнимы (для их сопоставления и определения изменения энтропии в различных процессах, в том числе и химических реакциях), их, как и тепловые эффекты, принято относить к определенным условиям. Чаще всего значения 5 берут при = 25° С и Р = = 1 атм при этом газы считают идеальными, а для растворов (и ионов в растворах) принимают их состояние при кон-центрации равной единице. Энтропия при этих условиях обозначается и называется стандартной энтропией. Для некоторых веществ значения Змз приведены в табл. 6.  [c.38]

    Наличие спина ядра с квантовым числом момента вращения 3 ядра увеличивает число микросостояний молекулы в любом ее энергетическом состоянии в 11(25+1) раз [произведение (2я+1) для всех ядер молекулы]. Энтропия молекулы увеличивается на соответствующее слагаемое, которое, однако, для расчетов изменения энтропии и химических равновесий не имеет значения, так как при любых перемещениях ядер и их сочетаниях в новые молекулы в процессе химической реакции это слагаемое не изменяется. В табличные, так называемые практические величины энтропии, это слагаемое не включается. [c.340]

    При выводе основного уравнения для скорости возникновения энтропии вследствие химической реакции, диффузии, теплопередачи и других неравновесных процессов, важную роль играет составление различного ряда балансов. К этому мы сейчас и переходим. [c.316]

    В процессе химических реакций одновременно действуют две тенденции с одной стороны, стремление частиц объединиться в более сложные, что уменьшает энтальпию, а с другой — стремление частиц разъединиться, что увеличивает энтропию, причем эти два фактора независимы друг от друга, и если величины противоположны, то процесс идет в направлении, определяемом изменением большей величины. Общая движущая сила реакции в том или ином направлении определяется разностью между этими величинами. [c.243]

    В нашем случае таким процессом является сама химическая реакция. Именно возрастание энтропии при химической реакции позволяет превратить теплоту окружающей среды в работу. Вспомним, что [c.378]


    Из (XVI.10) видно, чт работа получается не только за счет энергетического фактора Qp, но и за счет энтропийного фактора химической реакции ТД5. Более того, сама химическая реакция может быть эндотермической Рр<0. В этом случае теплота окружающей среды расходуется и на протекание химической реакции (превращается в химическую энергию), и на совершение электрической работы (превращается в электрическую энергию). Оба отрицательных процесса проходят за счет увеличения энтропии при химической реакции. Другими словами, работа такого элемента не противоречит второму закону, так как процесс не является циклическим. [c.378]

    Изменение энтропии при химической реакции особенно велико, когда число молей газообразных продуктов реакции отличается от числа молей газообразных исходных веществ. При увеличении объема энтропия растет, при уменьшении снижается, если же объем практически неизменен, то постоянна энтропия. Процесс расширения газа идет самопроизвольно (например, если выпускать газ из баллона) и энтропия его возрастает, так как увеличивается беспорядок в системе молекулы начинают двигаться более хаотично. При обратном процессе энтропия будет падать, но чтобы сжать газ, надо приложить усилия, совершить работу. Следовательно, чтобы снизить энтропию газа, надо затратить энергию. [c.26]

    Следовательно, только сведения об изменениях энтропии или энтальпии в системе еще недостаточны для определения, в каком направлении будет протекать процесс (химическая реакция, растворение, смешение газов и т. д.). [c.71]

    Руководствуясь правилами термодинамики, можно сделать анализ энергетических изменений системы, что дает возможность составить энергетический баланс. Изменение энтропии в процессах химических реакций довольно сложно измерить и вычислить, но его можно количественно связать с изменением общей энергии системы через третью функцию — свободную энергию (AG) с помощью уравнения, объединяющего оба закона термодинамики [8, 32]. Под свободной энергией понимают полезную форму энергии, утилизируемую клеткой, или энергию, способную преобразовываться в работу при постоянных температуре и давлении. При рассмотрении химических -процессов свободную энергию представляют как химическую энергию, обеспечивающую протекание химической реакции [3, 7, 13, 15]. Поскольку изменение свободной энергии химической реакции может быть довольно легко измерено, можно составить уравнение изменения свободной энергии при постоянных температуре и давлении [c.410]

    Изменение энтропии при химических реакциях. Энтропия связи. Расчеты абсолютных значений энтропий произведены для большего числа элементов и соединений и приводятся в специальных таблицах (см. табл. 1). Знание величин энтропий для исходных и конечных веществ позволяет легко определить и изменение энтропии в процессе реакции. Для реакции [c.97]

    Течение реакции в этих условиях без существенной ошибки может быть пр изнано обратимым, а потому, разделив теплоту, выделенную в подобном процессе на абсолютную температуру, при которой он происходит, мы получим изменение энтропии реагентов. Впрочем, в дальнейшем мы увидим, что с помощью третьего закона термодинамики расчет изменения энтропии в химических реакциях осуществим значительно проще. [c.109]

    Значениями энтропии веществ пользуются для установления изменения энтропии системы в результате соответствующих процессов. Так, для химической реакции [c.171]

    Только по достижении состояния, отвечающего максимуму энтропии или же минимуму свободной энергии, прекращается течение самопроизвольно идущего процесса. Химическая реакция, возникающая в результате проявления сил химического сродства, может служить примером естественного, идущего самопроизвольно, процесса. Следовательно, химическая реакция сопровождается ростом энтропии, или же, что то же самое, уменьшением работоспособности, уменьшением свободной энергии системы. [c.179]

    Согласно (3.76), производство энтропии включает в себя четыре члена, соответствующих источникам, относящимся к неравновесным процессам, имеющим существенно различную физическую природу. Эти источники определяются билинейными формами от плотностей и сил, имеющих различные тензорные ранги. Так, источник энтропии, обусловленный химическими реакциями, определяется как сумма билинейных форм скаляров / и А у. [c.125]

    Одна из трудностей использования энтропии в качестве критерия возможности спонтанного протекания биохимического процесса состоит в том, что изменения энтропии при химических реакциях измерить нелегко. Кроме того, критерий спонтанности, даваемый уравнением (2), требует, [c.7]

    III приближение. В широком интервале температур тепловой эффект химической реакции зависит от температуры и рассчитывается по формуле Кирхгофа и изменение энтропии зависит от температуры. Для расчета зависимости AGr" от Т необходимо использовать аналитическое выражение для теплоемкостей веществ. Чаще всего для этих целей используют степенной ряд и изменение теплоемкостей исходных веществ и продуктов реакции в химическом процессе определяют по формуле  [c.123]


    Это направление в экспериментах и в теории привело к выводу, что определенным химическим реакциям, как и физическим процессам, присуще свойственное только им самопроизвольное направление, приводящее к увеличению энтропии. Однако энтропия представляет собой величину, трудную для непосредственного измерения, поэтому химики начали искать другой, более простой критерий. [c.109]

    Изложенное означает, что энтропия является мерой неупорядоченности состояния системы. Она растет не только с повышением температуры, но и при плавлении (и возгонке) твердого вещества, при кипении жидкости, т. е. при переходе вещества из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией. Ростом энтропии сопровождаются и процессы расширения, например газа, растворения кристаллов, химическое взаимодействие, протекающее с увеличением объема, например диссоциация соедннения, когда вследствие роста числа частиц неупорядоченность возрастает. Наоборот, все процессы, связанные с увеличением упорядоченности, такие как охлаждение, отвердевание, конденсация, сжатие, кристаллизация из растворов, химическая реакция, протекающая с уменьшением объема, например полимеризация, сопровождаются уменьшением энтропии. Возрастание энтропии вещества при повы- [c.177]

    Если объединить больцмановские представления об энтропии с законами термодинамики, мы придем к одному из наиболее важных принципов науки при всяком реальном, самопроизвольном процессе, включая химические реакции, неупорядоченность Вселенной обязательно возрастает. В любой изолированной системе, в которой полная энергия не может изменяться, самопроизвольной является реакция, при которой происходит возрастание энтропии (и неупорядоченности). Без постороннего вмешательства невозможен ни один процесс, результатом которого является повышение порядка, т.е. уменьшение энтропии. Поставляя в систему достаточную энергию, можно заставить протекать реакцию, даже если в результате нее происходит уменьшение энтропии. Но если не поставлять достаточной энергии, реакция, приводящая к повышению упорядоченности, никогда не произойдет. [c.57]

    Однако было бы неправильным полагать, что для любой химической реакции изменение энтропии определяется только величиной изменения объема. Это справедливо лишь тогда, когда реагенты близки по структуре, и поэтому не может сказаться чувствительность энтропии к особенностям строения. Так, хотя в процессе изомеризации, например при превращении бутана в изобутан, Д1/ = == О Ап = 0), однако AS 0. Возрастание упорядоченности в этом процессе (изобутан — более симметричная молекула, чем н-бутан) приводит к тому, что в данном случае AS < 0. [c.50]

    Нетрудно показать, что для реакций, протекающих при постоянном давлении и те шературе, самопроизвольным является всякий процесс, в результате которого происходит уменьшение свободной энергии. Рассмотрим полную свободную энергию, G, системы веществ в реакционном сосуде изменение свободной энергии этой системы в результате химической реакции связано с изменениями энтальпии и энтропии соотношением [c.68]

    Как мы уже отмечали, эти рассуждения не ограничиваются только химическими реакциями они применимы к любым процессам и объектам — плавлению и растворению кристаллов, расширению и смешению газов, диффузии и т. д. и т. п. При всех процессах, вызываемых движением частиц или усилением их движения, энтропия возрастает. [c.48]

    Полагая Ф = я в (1.42) и учитывая соотношения Гиббса (1.57), получим выражение субстанциональной производной 08101 для энтропии двухфазной многокомпонентной среды, в которой протекают химические реакции и процессы межфазного переноса  [c.55]

    Диаграммы связи химических реакций с учетом диссипативных эффектов. Выше были рассмотрены методы топологического описания химических реакций без учета других термодинамических характеристик системы (температуры, давления, энтропии), изменяющихся в процессе химического превращения. Учет термодинамических параметров позволяет полнее представить в диаграммном виде структуру явлений, происходящих в физико-хи- [c.125]

    Проводя построения, аналогичные (2.47), для химической реакции типа (2.28) вблизи химического равновесия получим диаграмму связи, изображенную на рис. 2.2. Эта диаграмма в отличие от (2.44) учитывает изменение объема и энтропии системы в процессе химического превращения. В частности, энтропия, подводимая или отводимая со стороны теплового источника Sr, состоит из двух существенно разных составляющих. Первая составляющая есть разность между выделенной энтропией реагентов и поглощенной энтропией продуктов реакции. Этот поток, обозначаемый обусловливает мощность [c.128]

    Выделение или поглощение тепла в процессе химического превращения продолжается до тех пор, пока существует отклонение химической системы от равновесия, которое характеризуется нулевым производством энтропии. Полная диаграмма химической системы должна топологически отражать связь производства энтропии с необратимыми процессами собственно химических превращений и тепловыделений (теплопоглощений). Зависимость теплового эффекта реакции АН от степени ее удаления от равновесия В характеризуется соотношением [c.137]

    Два пути упрощения расчетов. При достаточной однотипности сравниваемых веществ расчеты влияния температуры на энтропию и энтальпию большей частью могут быть проведены при допущении постоянства отношений этих величин или их разностей. Эти два упрощения широко применимы и для расчета других величин. Мы будем называть их сокращенно методом отношений и методом разностей. Преимущество того или другого из них зависит от вида сопоставляемых величин, от температурной области и даже от формы применения. Так, при использовании выражений температурной зависимости рассматриваемых величин в аналитической форме метод разностей удобнее в работе, чем метод отношений, так как сложение и вычитание полиномов выполняется легче, чем их деление. Большей частью метод отношений дает несколько лучшие результаты при рассмотрении свойств веществ, а метод разностей — при рассмотрении параметров процессов, в частности однотипных химических реакций. Однако нередко разница между ними бывает не так велика, и погрешность результатов, вносимая обоими методами, не превосходит погрешность, вызываемую другими причинами. [c.109]

    Изменение энтропии в химических реакциях. Кроме процессов, для которых велнчпна изменения энтропии обусловлена изменением параметра состояния (температуры, давления), нередко встречаются процессы, протекающие при Р, 7 = onst к ним относятся фазовые превращения (А5фп) и химические реакции (ASx.p). [c.208]

    Стандартные энтропии. Чтобы энтропии веществ можно было сопоставлять и определять изменения энтропии в различных процессах, в том числе и химических реакциях, их, как и тепловые эффекты, принято относить к определенным условиям. Чаще всего значения 5 рассматривают при р = 101 кПа (1 атм) при этом газы считают идеальными, а для растворенных веществ (и ионов в растворах) пригшмают стандартное состояние, отвечающее концентрации, равной 1 моль/кг Н2О, предполагая, что раствор обладает свойствами бесконечно разбавленного раствора. Энтропия при этих условиях обозначается 5° и называется стандартной энтропией .  [c.179]

    Приведем несколько примеров онределепня изменения энтропии в процессе химической реакции. [c.197]

    Надо обратить вш1мание на то, что необратимый процесс в закрытой системе при заданных постоянных параметрах сопровождается убылью соответствующего потенциала, но в той изолированной системе, частью которой является данная закрытая система, общая энтропия возрастает. Это делается ясным, если сопоставить прирост энтропии в закрытой системе с изменением энтропии окружающей среды (теплового резервуара). Допустим, что в закрытой системе при Р и Т = соп51 произошел необратимый процесс. Следовательно, работа, произведенная системой, меньше, чем убыль потенциала ДО, т. е. прирост энтропии закрытой системы больше, чем убыль энтропии резервуара, и в целом энтропия всей изолированной системы возрастает. В пределе, например, могло бы быть так, что закрытая система вообще работы не производила, но энтропия ее возрастала в результате самопроизвольного процесса (химической реакции). Тогда энтропия окружающей среды осталась бы без изменений, а энтропия закрытой системы увеличилась, т. е. в целом произошло бы возрастание энтропии. Казалось бы можно допустить, что работа закрытой системы произведена исключительно за счет [c.36]

    Найдем выражение для производства энтропии при химических реакциях в системе. Поскольку они не связаны l процессами переноса, сис1ему можно считать гомогенной и изотропной. Потоки в этом случае направлены к сосюянию равновесия и протекают не в пространственных координатах, а в координатах состава системы (чис ю частиц opra /). [c.260]

    Изложенный метод расчета химических равновесий базируется иа постулате Планка (стр. 95), ибо абсолютные энтропии веществ, участвующих в реакции, могут быть найдены лишь при допущении, что энтропия индивидуальных кристаллических веществ при абсолютном нуле равна нулю. Однако нетрудно видеть, что для обоснования метода расчета достаточно утверждение, что нзменепие энтроппи для всех процессов (в том числе и химических реакций), происходящих при абсолютном нуле с участием только кристаллических чистых веществ, не образующих твердых растворов, равно нулю. [c.315]

    С точки зрения химической технологии важно знать, на что расходуется энергия, подводимая к аппарату. Все виды энергозатрат на протекание необратимых процессов в системе характеризует диссипативная функция ФХС (локальное производство энтропии). Диссипативная функция многокомпонентной неидеальной двухфазной дисперсной смеси, в которой протекают химические реакции совместно с процессами тепло- и массопереноса, получена в работах [6, 71 и подробно анализируется в 1.4 книги. Разложение диссипативной функции на движущие силы и потоки приведено в табл. 1. Таблица движущих сил и потоков, дополненная энергетическими переменными систем гидравлической, электромеханической и псевдоэнергетической природы, служит основой при построении комплекса процедур автоматизированного формирования математических моделей, исходя из топологического принципа формализации ФХС. [c.10]

    В результате применения термодинамического метода к исследованию этого вопроса в работах Горстмана (1873), Гиббса (1874), Л. А. Потылицына (1874), Вант-Гоффа (1885) и ряда других ученых было показано, что возможность самопроизвольного течения химической реакции зависит как от ее теплового эффекта, так и от изменения энтропии и соответственно от концентраций реагирующих веществ. Эта возможность характеризуется общими условиями самопроизвольного течения процессов ( 82) и уравнением изотермы химической реакции. [c.266]

    Среди различных методов сравнительного расчета термодинамических параметров химических реакцйй и других процессов своеобразное место занимают методы, основанные на сопоставлении этих процессов не при одинаковой температуре, а в условиях, от-вечаюпгих одинаковым значениям их констант равновесия (или, в более общей форме, одинаковым значениям AG°IT = — R In К). Сюда относятся, например, процессы испарения жидкостей при температурах кипения их при атмосферном (или другом одинаковом) давлении, процессы термической диссоциации карбонатов при температурах их разложения при атмосферном (или другом одинаковом) давлении, термической диссоциации окислов и других соединений (в форме гетерогенных или гомогенных процессов), сопоставление стойкости разных кристаллогидратов при заданной влажности воздуха и др. Первым в хронологическом отношении обобщением в этой области, нашедшим широкое применение, явилось известное правило Трутона, относящееся к процессам испарения жидкостей. Ле Шателье и Матиньон обнаружили, что аналогичная закономерность имеет место и для процессов термической дуссоциации кристаллогидратов солей, аммиакатов, карбонатов и других веществ при температурах, при которых давление диссоциации их равно 1 атм. Равновесное изменение энтропии в этих условиях оказывается равным примерно 32 кал/(К-моль). То же можно вывести из формулы Нернста, устанавливая при этом некоторую зависимость величины АН°/Т от температуры, при которой давление диссоциации в данном процессе равно 1 атм. Далее было показаночто приближенное постоянство равновесных изменений энтропии имеет место и при других химических реакциях, если сопоставление ограничивать реакциями, достаточно однотипными, причем такая закономерность наблюдается не только для условий, когда константа равновесия равна единице, но и когда она при другом численном значении одинакова для этих реакций. [c.185]

Смотреть страницы где упоминается термин Энтропия процесса химической реакции: [c.79]    [c.468]    [c.100]    [c.9]   
Методы сравнительного расчета физико - химических свойств (1965) -- [ c.95 , c.147 , c.152 , c.153 , c.161 , c.164 , c.201 , c.253 , c.254 , c.274 , c.275 , c.277 , c.295 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Теория необратимых процессов. Соотношение Онзагера. Скорость возрастания энтропии в необратимых процессах. Теплопроводность, диффузия и химические реакции, протекающие в неизолированных системах

Химические энтропии

Энтропия в химических реакциях

Энтропия процесса



© 2022 chem21.info Реклама на сайте