Уравнение химического сродства

Оперируя в выводе уравнения химического сродства вместо концентраций парциальными давлениями, получают формулы, имеющие еще более широкое распространение в химико-термодинамических расчетах [c.181]

Поскольку все термодинамические потенциалы являются величинами экстенсивными, химический потенциал, так же как и химическое сродство, есть величина интенсивная. Он, однако, имеет ряд особенностей. По определению (уравнение (1.59)), химический потенциал есть какой-либо термодинамический потенциал (для определенности будем в дальнейшем говорить о свободной энергии Гиббса), отнесенный к одному молю вещества. Однако потенциал Гиббса имеет свойство экстремальности. Такое свойство присуще и химическому потенциалу, который точно так же состоит из равновесной составляющей, не зависящей от условий процесса, и некоторой переменной, зависящей от условий процесса, т. е. вида функции [c.39]

В соответствии с уравнением (И. 10) влияние температуры на химическое сродство определяется знаком и величиной Д5.Это позволяет нагреванием (или охлаждением) увеличить или уменьшить реакционную способность веш,ества или совокупности веществ, усилить стремление к протеканию нужного процесса (из совокупности конкурирующих реакций, т. е. обладающих близкими АО) и т. д. Если Д5 >0, то переход на высокотемпературный режим благоприятствует течению процесса это особенно важно в тех случаях, когда при низких температурах, вопреки отрицательному значению АО, реакция в силу инертности реагентов не протекает. Так, хотя для реакции [c.270]

Это уравнение показывает, что работа в термодинамическом процессе может быть получена как за счет теплоты, так и за счет изменения внутренней энергии системы при соответствующих условиях. Следует указать, что для обратимого процесса является максимальной работой. Если работа получается за счет химической реакции, протекающей с изменением числа молей смеси, то максимальная работа может включать работу расширения и работу химических сил, которую определяют как химическое сродство, то есть [c.17]

Подставим в эту формулу уравнение (14.23) и получим связь между энтропией процесса и химическим сродством [c.255]

Итак, чтобы ответить на вопрос о возможности самопроизвольного протекания реакции слева направо или, наоборот, справа налево, необходимо знать состав реакционной смеси в момент ее приготовления и константу равновесия при данной температуре. По значениям парциальных давлений и константы согласно (75.3) рассчитывают величину АгО)р,т, являющуюся, согласно Вант-Гоффу, мерой химического сродства взаимодействующих в реакции веществ. Поэтому величину (А г называют иногда просто сродством. Если в момент смешения относительные парциальные давления каждого реагента равны единице (все вещества вступают в реакцию в своих стандартных состояниях), то уравнение (75.3) запишется в виде [c.248]

Решение. По уравнению (426) определим нормальное химическое сродство рассматриваемой реакции при указанных условиях. Для этого из [2, табл. 44] и Приложения 1.5 выпишем значения [c.100]

Такой же результат дает решение этой задачи путем расчета химического сродства системы по уравнению изотермы реакции (11.79), в котором для удобства натуральные логарифмы заменяются десятичными [c.143]

Особое место в изучении химической кинетики занимает вопрос о влиянии на протекание процесса примесей, участие которых в последнем не учитывается стехиометрическим уравнением реакции. Такие примеси в 1835—1836 гг. были названы шведом И. Я. Берцелиусом (1779—1848) катализаторами он же ввел в науку термин катализ. Под последним подразумевалось ускоряющее действие на химические процессы присутствия в реагирующей системе тел, не принимающих видимого участия в реакциях Сущность каталитической силы состоит в том, что тело лишь одним своим присутствием. .. может возбуждать дремлющие химические сродства взаимодействующих веществ . Однако Берцелиусу не удалось отстоять представления о катализе и понятие о нем прочно вошло в химию лишь благодаря работам Оствальда, проведенным в 1894—1911 гг. Оствальд дал катализу подробное научное объяснение, основанное на законах термодинамики это объяснение не утратило своего значения и поныне. [c.169]

Следовательно, наклон прямой MN по отношению к оси абсцисс гот же самый, что и кривой AF в точке В, соответствующей данной температуре Т, т. е. прямая M N будет касательной к кривой AF в точке В. На этом геометрическом свойстве кривых AU я AF построены термодинамические интеграторы для графического интегрирования уравнения Гиббса—Гельмгольца, т. е. для графического определения химического сродства на основании калорических данных. [c.186]

Как видно из уравнений (Х.ЗО) и (Х.31), величина химического сродство в одной и той же реакции при одной и той же температуре может быть различной и зависит от исходных парциальных давлений или концентраций веществ. Для того чтобы иметь возможность сравнивать сродство различных веществ, было введено понятие стандартного химического сродства. [c.248]

Подставив выражения (Х.45), (Х.47) и (Х.48) в уравнение стандартного химического сродства, получим соответственно в трех указанных выше приближениях [c.252]

С помощью уравнения изотермы можно определить химическое сродство различных веществ, т. е. характеризовать их способность вступать во взаимодействие друг с другом. При этом обычно определяется так называемое стандартное сродство, относящееся к предполагаемому протеканию реакции в стандартных условиях. Для идеальных газов таким стандартом является равенство единице парциальных давлений всех участников реакции [c.126]

Как и раньше, целесообразно ввести представление о стандартных условиях (давлении и температуре). Стандартизируем сначала только давления. Примем произвольно за стандартные значения парциальных давлений давление, равное одной единице, принятой в СИ Рд, = 1 Па. В этом случае второй член в правой части уравнения (III.3.3) будет равен нулю. Соответствующее значение химического сродства называется стандартным сродством (или стандартным изменением энергии Гиббса) [c.95]

Определение изменения энергии Гиббса. Рассчитав или измерив ЭДС составленного элемента, можно определить изменение энергии Гиббса по уравнению — 0, = гРЕ, т. е. оценить максимальную полезную работу. Рассчитав по значениям ф+ и ф и (11.17) значение стандартной ЭДС цепи , по (11.6) можно рассчитать нормальное химическое сродство ДОг. [c.186]

Таким образом, уравнение (III. 11) показывает, что величина ДС есть мера химического сродства, т. е. характеризует тенденцию веществ реагировать друг с другом с самопроизвольным образованием продуктов реакции. Очевидно, химическое сродство зависит не только от природы веществ и температуры, но и от их парциальных давлений. При изменении парциальных давлений в исходной смеси газов величина ДС может изменяться от +оо до —оо, проходя через нулевое значение при равновесии. [c.53]

В середине прошлого века М. Бертло на основании большого числа определений тепловых эффектов химических реакций выдвинул принцип, согласно которому химическое сродство определяется количеством тепла, выделяющегося при реакции. Из принципа Бертло следует, что самопроизвольно могут протекать только экзотермические реакции. Легко видеть, что этот принцип неправилен хотя бы потому, что существуют самопроизвольные процессы, протекающие с поглощением тепла, например растворение многих солей в воде. Казалось бы, принцип Бертло оправдывается для реакций образования многих соединений из элементов, которые происходят с выделением тепла и идут практически до конца. Однако в действительности это справедливо лишь при относительно низких температурах. При достаточно высоких температурах эти же реакции самопроизвольно протекают в обратном направлении, т. е. происходит диссоциация соединений, сопровождающаяся поглощением тепла. Мы уже видели, что полнота завершения реакций зависит от температуры и концентраций. По существу принцип Бертло находится в противоречии с самим фактом существования химического равновесия. Это обусловлено тем, что М. Бертло основывался лишь на величинах ДЯ, т. е. на представлениях первого закона термодинамики, который, как отмечалось, дает лишь балансы тепловых явлений. Поэтому величина изменения энтальпии при реакции ДЯ не может служить мерой химического сродства. Такой мерой является величина ДО, определяемая уравнением [c.53]

Уравнения (32) и (33) являются удобным сочетанием первого и второго законов термодинамики применительно к обратимым изотермическим процессам и указывают на то, что максимальная работа (а в случае изобарных процессов максимально полезная работа) не равна тепловому эффекту процесса. Максимальная работа равна тепловому эффекту процесса только в практически нереализуемом случае, т. е. при температуре абсолютного нуля. Эти положения, как будет показано в дальнейшем, имеют существенное значение для обсуждения проблемы химического сродства. [c.112]

Константа химического равновесия зависит от температуры. Изменение константы равновесия с температурой можно найти из уравнения нормального химического сродства [c.129]

Важнейшие законы химического сродства выражаются уравнениями (1.78) —(1.81), (1.85) —(1.87). Уравнения (1.79) — (1.81) выражают зависимость химического сродства от температуры. [c.43]

Уравнение (IX. 15) связывает химическое сродство реакции, протекающей в гальваническом элементе, с состоянием (активностями) веществ в нем. С другой стороны, величина —AG равна максимальной работе обратимого элемента [см. уравнения (IX. 4) и (1.90)] —AG = nPE. При подстановке (IX. 15) получим [c.483]

Так как все парциальные давления в гальваническом элементе известны или легко могут быть определены, то измерение э. д. с. этого элемента позволяет экспериментально найти с помощью уравнения (IX. 58) нормальное химическое сродство реакции образования воды при температуре опыта. [c.508]

Значение А, вычисляемое для произвольных неравновесных концентраций реагентов, служит мерой неравновесности системы, способной к химическому превращению. Это вариант изложения основной идеи Вант-Гоффа о том, что изотермическая работа химического процесса является термодинамической мерой химического сродства (подробнее см, 2). С другой стороны, уравнение (У.4) можно переписать так [c.135]

Величины стандартных потенциалов отражают способность веществ вступать во взаимодействие и являются мерой химического сродства. Химические реакции совершаются самопроизвольно при положительном значении максимальной работы. Если подстановка соответствующих величин в уравнения (I, 5) и (I, 6) дает А = 0, система находится в равновесном состоянии, если Л>0— процесс пойдет в прямом направлении и если Л<0 —в обратном. [c.19]

Способность веществ к химическому взаимодействию иначе называют химическим сродством. Мерой химического сродства служит изменение свободной энергии Гиббса в каждой реакции. Очевидно, чем более отрицательна величина AG, тем больше реакционная способность веществ. Из уравнения (IV.29) следует, что способность веществ к [c.135]

УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ РЕАКЦИИ И ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО [c.38]

Уменьшение изобарного потенциала, равное величине максимальной полезной работы, является количественной мерой химического сродства. Таким образом, сродство зависит от температуры, концентрации и константы равновесия. Величину стандартного изменения изобарного потенциала, вычисляемую по уравнению (П.ЗЗ),называют нормальным сродством. От концентрации оно уже не зависит. Такое представление о способе измерения химического сродства сложилось в результате длительного развития химии и последовательного применения принципов термодинамики к химическим процессам, [c.40]

Здесь под знаком логарифма во втором слагаемом стоит отношение произведения активностей компонентов реакции, соответствующих любому моменту реакгщи, в частности и исходному состоянию системы. Это соотношение носит уравнения изотермы химической реакции Вант-Гоффа или уравнения химического сродства. Действительно, если второе слагаемое уравнения по абсолютной велтине меньше первого, то АС < < О, что означает эволюцию системы при данной температуре и давлении в сторону равновесия (см. (2.35)), т. е. реакция (А) протекает самопроизвольно в сторону образования конечных продуктов. В случае равенства обоих слагаемых система находится в равновесии. При всяком достаточно малом воздействии (например, изменении внешнего давления или добавлении инертного вещества, не вступающего в реакцию, но изменяющего соотношение между реагирующими компонентами и др.) система сама возвращается в состояние равновесия после прекращения воздействия на нее. [c.59]

Подставив выражения для химического сродства Аг, скорости реакции Vrr и перекрестного коэффициента г в уравнение диссипативной функции (7.77) и интегрируя ifo по объему мембраны (см. 7.45), можно получить уравнение для расчета и анализа потерь эксергии в процессе селективного проницания через реакционно-диффузионную мембрану. Необходимое значение степени сопряжения массопереноса и химического превращения находят по уравнению (1.18) на основе опытных значений коэффициента ускорения Фь Предполагается также, что известно распределение концентраций всех компонентов разделяемой газовой смеои и веществ матрицы мембраны, участвующих в реакциях, как решение системы нелинейных дифференциальных уравнений (1.26). Энергетическая эффективность процесса при 7 = Гер оценивает эксергетический к. п.д., вычисляемый по уравнению (7.71). [c.255]

Во второй половине XIX столетия голландские ученые К. Гульдберг и П. Вааге и русский физико-химик Н. Н. Бекетов сформулировали закон депствущих масс. В это же время П. Дю-гем выводит уравнение для расчета термодинамических свойств растворов (уравнение Гиббса—Дюгема). М. Планк (1887 г.) разделяет процессы на обратимые и необратимые, В. Нернст (1906 г.) формулирует тепловую теорему, а М. Планк в 1912 г. — третий закон термодинамики. Значительное влияние на развитие термодинамики химических процессов оказали работы Я. Вант-Гоффа (понятие о химическом сродстве, изобаре и изотерме), Рауля Ф., А. Л. Брауна и А. Ле-Шателье. [c.14]

Используя термодинамическую форму записи кинетических уравнений, можно показать, что вывод о пропорциональности между скоростью реакции и ее химическим сродством остается верным и в ситуации, когда вблизи термодинамического равновесия рассматривается не элементарная, но произвольная сложная стехи-ометрическая брутто-реакция, которой можно приписать определенное значение химического сродства [см., например, выражение [c.323]

Вычислить химическое сродство веществ, вступающих в реакцию по уравнению М2+ЗН2 2МНз, при 450° С определить направление протекания реакции, если константа равновесия [c.132]

Еще Бутлеров мечтал о том времени, когда экспериментальные исследования дадут нам основание для истинной химической теории, которая будет математической теорией молекулярной силы, называемой нами химическим сродством . Такая математическая теория создана ныне в рамках квантовой химии. В основе ее лежат различные способы решения уравнения Шрёдингера для многоэлекх- [c.45]

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]

Таким образом принцип Вертело, названный им принципом максимальной работы, вернее было бы назвать правилом максимальной теплоты. Несмотря на все недостатки и неудачное название, которое может только ввести в заблуждение, отрицать значение принципа Вертело безусловно нельзя. Он был первой серьезной попыткой дать количественную оценку сродства и способствовал накоплению обширного экспериментального материала, позволившего установить истинную меру химического сродства. Наконец, существенно то, что при очень низких температурах реакции протекают практически без изменения энтропии, т. е. принцип Вертело действительно оправдывает название принципа максимальной работы. Так, если при условии Р = onst соблюдается условие S = onst, то убыль энтальпии в соответствии с уравнением (V, 4) равна уменьшению энергии Гиббса. [c.382]

Из уравнения (IV.18) следует, что при Т = onst энергия Гиббса химической реакции АО тем меньше, чем меньше АН и чем больше AS. Наибольшее химическое сродство веществ друг к другу проявляется в реакциях, протекающих с выделением тепла (АЯ<0) и сопровождающихся ростом энтропии системы (AS>0). Из уравнения (IV. 18) следует также, что самопроизвольно не могут осуществляться эндотермические процессы (АЯр>0), протекающие с уменьшением энтропии (AS<0), так как при этом величина АО всегда положительна. Эндотермические взаимодействия (АЯ> [c.111]

Из уравнения (IV.22) следует, что при 7 = onst энергия Гиббса химической реакции AG тем меньше, чем меньше АН и чем больше А5. Наибольшее химическое сродство веществ друг к другу проявляется в реакциях, протекающих с выделением теплоты (А/7<0) и сопровождающихся ростом энтропии системы (AS>0). Из уравнения (IV.22) следует также, что самопроизвольно не могут осуществляться эндотермические процессы (А//>0), протекающие с уменьшением энтропии (AS<0), так как при этом величина AG всегда положительна. Эндотермические взаимодействия (А//>0) могут самопроизвольно идти только при условии TAS>AH. Таким взаимодействиям способствует повышение температуры, так как при этом увеличивается значение энтропийного фактора процесса T AS. [c.103]

Уравнением (1.89) можно воспользоваться для измерения химического сродства для этого нужно заставить химическую реакцию протекать в условиях равновесия (при Т, р = onst) и измерить совершаемую системой полезную работу. Эта максимальная полезная работа, взятая со знаком минус, согласно уравнению (1.89), равняется химическому сродству AG. [c.43]

Уравнение (IX. 16) показывает, что э. д. с. обратимого гальванического элемента при Т, р = onst зависит, с одной сто роны, от стандартного химического сродства реакции (IX. 14)з [c.483]

Ранее критерием химического сродства, по Бертло, считали значение положительного теплового эф кта Q. При низких температурах это почти справедливо, так как при этом произведение 7Д5 в (1,24) становится очень мало, и ДС почти совпадает с АН. Однако в противоречии с принципом Бертло есть много реакций, протекающих с поглощением тепла. Обычно они идут при высоких температурах. Если Д5> >0, то второй член уравнения (1,24) численно может стать больше ДЯ тогда ДС будет иметь отрицательное значение, что и обусловливает возможность течения таких реакций. Например, несмотря на то, что реакция СН -f СО = 2С0 + 2Нв при рсн. = Рсо, = рсо = = pH, 1 атм эндотермическая при 1000° С (ДЯюоо = 62 ккал), она все же протекает слева направо, так как для нее в этих условиях AG°iooo = —26,1 ккал, т. е. меньше нуля. [c.24]