Равновесие термодинамика

Термодинамика имеет дело со свойствами систем, находящихся в равновесии. Она не описывает протекания процессов во времени. Термодинамика дает точные соотношения между измеримыми свойствами системы и отвечает на вопрос, насколько глубоко пройдет данная реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие. Она также позволяет уверенно предсказывать влияние температуры, давления и концентрации на химическое равновесие. Термодинамика не зависит от каких-либо допущений относительно структуры молекул или механизма процессов, приводящих к равновесию. Она рассматривает только начальные и конечные состояния. Но и при таком ограничении термодинамический метод является одним из самых мощных методов физической химии, и поэтому, учитывая важную роль термодинамики, первая часть книги посвящена ей. К счастью, термодинамика может быть полностью разработана без сложного математического аппарата, и ее почти целиком можно изложить на том же уровне, на каком написана вся книга. Мы рассмотрим применение термодинамики к химии, начав с нулевого, первого, второго и третьего законов термодинамики, которые в дальнейшем будут применяться к химическим равновесиям, электродвижущим силам, фазовым равновесиям и поверхностным явлениям. [c.11]

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ ТЕРМОДИНАМИКА [c.495]

В целях изучения равновесия, термодинамики и механизма аналитических водных реакций комплексообразования в Лаборатории аналитической химии редких элементов была разработана новая область применения электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Было установлено, что спектры ЭПР парамагнитных ионов в жидких и замороженных растворах зависят от природы лиганда, с которым связан парамагнитный ион. Главное преимущество метода ЭПР перед физико-химическими методами исследования реакций комплексообразования заключается в том, что спектры ЭПР комплексов данного парамагнитного иона с различным числом лигандов различаются. Поэтому можно прямо наблюдать в растворе разные комплексы парамагнитного иона и тем самым исследовать реакции ступенчатого комплексообразования, определять распределение комплексов в зависимости от концентрации лиганда, рассчитывать константы устойчивости. В результате таких исследований был достигнут существенный прогресс в развитии химии ионов в необычных состояниях окисления, особенно химии Мо(У), Сг(У), У(1У), Т1(1П), Ад(П), Еи(П), N (01), Со(П) и др. [c.5]

Термодинамические потенциалы представляют собой те движущие силы, которые заставляют каждый процесс осуществляться в направлении конечного состояния его равновесия. Термодинамика, следовательно, определяет возможность или невозможность протекания какой-либо реакции. [c.335]

Приложение термодинамики к электрохимическим системам позволяет установить связь между электрической энергией электрохимической системы и изменением химической энергии протекающих в ней токообразующих химических реакций. На основании этой связи можно ввести понятия обратимая э. д. с. , равновесный электродный потенциал и дать отвечающие опыту уравнения для их концентрационной зависимости, а также успешно решить многие проблемы электрохимического равновесия. Термодинамика правильно определяет химическую энергию токообразующей реакции как источник электрической энергии электрохимических систем. Однако термодинамика, являясь наукой о наиболее общих энергетических закономерностях, не может дать представления [c.198]

Очевидно, чем значительнее убыль энергии Гиббса, тем больше константа равновесия. Термодинамика дает важное соотношение [c.196]

Процессы газового разряда относятся к числу термодинамически необратимых. В настоящее время довольно хорошо разработан метод термодинамики необратимых процессов [6], который базируется на принципе локального равновесия. Термодинамика необратимых процессов занимается нахождением феноменологических соотношений между величинами, характеризующими всякого рода взаимодействия, т. е. занимается переносными процессами во взаимодействующих системах. [c.16]

Термодинамика и химическая кинетика. Термодинамика раскрывает одну из важных сторон химических реакций, однако этого недостаточно. Она предсказывает, может ли протекать определенная химическая реакция, но не отвечает на вопрос, протекает ли возможная реакция в данных конкретных условиях. На основании изменения свободной энергии при химических превращениях термодинамика устанавливает, может ли химическая система с определенными концентрациями веществ, температурой и давлением самопроизвольно превращаться в другую систему, характеризующуюся подобным же образом другими параметрами. Более того, термодинамика позволяет предсказать концентрации веществ после достижения равновесия, но не дает никакого представления о времени, необходимом для достижения равновесия. Термодинамика не дает также никаких сведений о природе превращений, претерпеваемых химической системой между начальным и конечным состояниями. [c.266]

В системах, находящихся вблизи равновесия, главными становятся результаты, полученные с помощью соотношений Онзагера в области энергетического сопряжения. В системах, находящихся вдали от равновесия, термодинамика сталкивается с проблемой поиска критериев эволюции и устойчивости стационарных состояний. В этой области термодинамика уже целиком основана на исходных математических моделях и ее результаты могут служить лишь дополнительной иллюстрацией для понимания особенностей динамического поведения открытых систем. Это в полной мере относится к автоколебательным процессам, триггерному переключению системы из одного режима в другой и, наконец, к процессам самоорганизации. Все эти вопросы включены в разделы, посвященные проблемам нелинейной термодинамики. [c.119]

Изложены основные положения химической термодинамики, учения о гетерогенных равновесиях, химическом равновесии, термодинамике растворов, поверхностных явлениях и электрохимии. Книга рассчитана на повышениый уровень математической подготовки. [c.2]

Химическая кинетика, изучающая реакции в их движении, может быть противопоставлена термодинамике, которая ограничивается лишь рассмотрением статики химических реакций — равновесий. Термодинамика в принципе при наличии некоторых исходных данных может предсказывать эти равновесные состояния. Однако между величиной изменения свободной энергии при реакции и ее скоростью не существует прямой связи. Так, реакция образовання воды из На и Оа идет с меньшей скоростью, чем реакция между ионами Н" и ОН , хотя первая сопровождается значительно большей убылью свободной энергии. Таким образом, вопросы о том, в течение какого времени и каким путем совершаются те или иные процессы, находятся вне рамок термодинамики и время не входит в термодинамические уравнения. [c.318]

Последовательно изложены основные положения химической термодинамики, учения о гетерогенных равновесиях, химическом равновесии, термодинамике растворов, поверхностных явлениях и электрохимии. В отличие от имеющихся пособий по физической химии усилены такие разделы курса, как термодинамика гетерогенных равновесий, поверхностные явления и электрохимия при рассмотрении ряда тер/лодинамических характеристик привлекается периодический занон Д. И. Менделеева. Книга рассчитана на повышенный уровинь математической подготовки. [c.335]

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ, ур-ния, выражающие связь между параметрами состояния физически однородной системы при термодинамич. равновесии. Термическое У. с. связывает давление р с объемом V и т-рой Т, а для многокомпонентных систем - также с составом (молярными долями компонентов). Калорическое У. с. выражает внутр. энергию системы как ф-цию V, Ти состава. Обьмно под У. с., если специально не оговаривается, подразумевают термич. У. с. Из него можно непосредственно получить коэф. термич. расширения, коэф. изотермич. сжатия, термич. коэф. давления (упругости). У. с. является необходимым дополнением к термодинамич. законам. Пользуясь У. с., можно раскрыть зависимость термодинамич. ф-ций от V и р, проинтефировать дифференц. термодинамич. соотношения, рассчитать летучести (фугитивносги) компонентов системы, через к-рые обычно записывают условия фазового равновесия. Термодинамика устанавливает связь между У. с. и любым из термодинамических потенциалов системы, выраженным в ввде ф-ции своих естественных переменных. Напр., если известна энергия Гельмгольца (свободная энергия) F как ф-ция Т и V, то р= (dF V)T. [c.39]

При химических реакциях в ряде случаев бывает исключительно трудно опытным путем отличить, находится ли система в истинном равновесии, или она просто инертна вследствие тормозящего действия внутренного сопротивления, аналогичного трению в механических процессах, вследствие чего скорость изменения слишком мала, обы реакцию можно было проследить. Иногда скорость изменения может быть настолько незначительна, что его нельзя обнаружить за измеримый отрезок времени. Если попытаться увеличить скорость посредством повышения температуры, то мы не сможем сказать, какая доля наблюдаемого эффекта обусловлена изменением скорости и какая доля обязана сдвигу равновесия. Термодинамика дает нам методы предсказания движущих сил, а следовательно, и равновесных состояний, благодаря чему, для того чтобы различить влияние этих двух факторов, мы совершенно не зависим от эксперимента. Развитие и использование этих методов и является основной темой данной главы. [c.552]

Предметом исследований химии являются законы химического взаимодействия. Теории, предложенные для описания таких взаимодействий, основаны главным образом на результатах эксперимента. Существуют термодинамический и кинетический подходы. В термодинамике выводы делают на основе сопровождающих изменение системы изменений энергии и энтропии. Направление вызываемого этим химического превращения можно предсказать по величинам изменения свободной энергии и, следовательно, констант равновесия. Термодинамика, однако, не может дать какой-либо информации относительно скорости, с которой происходит изменение, или относительно механизма преращения исходных реагентов в продукты. [c.9]

Химическая кинетика, изучающая реакцйи в их двшсении, может быть противопоставлена термодинамике, которая ограничивается лишь рассмотрением статики химических реакций — равновесий. Термодинамика в принципе при наличии некоторых исходных данных может предсказывать эти равновесные состояния. Однако вопросы о том в течение какого времени и каким путем совери1аются те или иные процессы, находятся вне рамок термбдинамики и время не входит в термодинамические уравнения. [c.314]