Мера химического сродства

Изучение тепловых эффектов химических процессов показало, что экзотермические реакции, особенно сопровождающиеся значительным выделением теплоты, протекают самопроизвольно и часто весьма бурно. Более спокойно, но также самопроизвольно, т. е. без притока энергии извне, протекают экзотермические реакции с малым тепловым эффектом, многие из которых при повышении температуры обратимы. На основе этих наблюдений был сформулирован обп ий принцип (Бертло, 1867), утверждавший, что мерой химического сродства служит тепловой эффект реакции и что самопроизвольно протекают лишь такие ироцессы, которые сопровождаются выделением теплоты. [c.77]

Итак, критерием протекания процесса — мерой химического сродства является убыль О, т. е. — АС. Таким образом, для совокупности веществ при данных температуре и давлении (концентрации) мерой химического сродства будет величина АО. Это движущая сила процесса. Чем АО меньше нуля, тем дальше система от состояния химического равновесия и тем более она реакционноспособна. [c.183]

Таким образом, самопроизвольно протекающие эндотермические реакции п химическая обратимость многих процессов — это факты, свидетельствующие о том, что в общем случае тепловой эффект реакции ие является мерой химического сродства. [c.188]

Итак, критерий течения процесса найден — мерой химического сродства является убыль О-потенциала, т. е.— ЛС. [c.46]

Таким образом, для совокупности веществ при данных температуре и давлении (концентрации) мерой химического сродства будет величина Л(3. Это движущая сила процесса. Чем АО меньше, тем дальше система от состояния химического равновесия и тем более она реакционноспособна. Вышеизложенное на [c.46]

Было время, когда полагали, что мерой химического сродства является тепловой эффект реакции (принцип [c.51]

О химическом сродстве. Этим не вполне удачным, но общепринятым термином выражают способность данных веществ вступать в химическое взаимодействие между собой. До развития учения о химических равновесиях были попытки применить в качестве меры химического сродства тепловой эффект реакции. Считали, что чем больще выделяется теплоты, тем больще сродство между веществами. На основании этого был сделан вывод, что самопроизвольно могут протекать только реакции, сопровождающиеся выделением теплоты принцип БертЛо, 1867). Но, как указывал еще в 1875 г. Д. И. Менделеев, существование реакций, [c.265]

В термодинамике необратимых процессов можно выделить самопроизвольные (спонтанно протекающие) процессы и несамопроизвольно протекающие процессы. На основе аналитических выражений 1-го и 2-го законов термодинамики получены такие функции, как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергии Гельмгольца и Гиббса. Эти функции используются для расчета максимальной и максимально полезной работы химического процесса, которые характеризуют химическое сродство вещества друг к другу (мера химического сродства). [c.6]

Для химической реакции ее определяют в качестве меры химического сродства, то есть способности веществ подвергаться химическим превращениям. [c.108]

При обычных температурах эта реакция идет в прямом направлении с выделением теплоты, а при высоких температурах — в обратном направлении с поглощением теплоты. Следовательно, теплоту реакции также нельзя использовать при обычных условиях в качестве меры химического сродства. [c.191]

Правильное направление в определении меры химического сродства было намечено работами Дж. В. Гиббса (1878) и Г. Гельмгольца (1884), который был развит Я- Вант-Гоффом (1885). Вант-Гофф предложил в качестве меры химического сродства использовать максимальную работу химического про- [c.191]

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]

Химическим сродством называется способность веществ вступать в химическое взаимодействие. Химическое сродство зависит от природы, температуры и концентраций (для газов от давлений) реагирующих веществ. За меру химического сродства при заданной температуре Т принимают изменения изобарно-изотермического ДОг (энергии Гиббса) или изохорно-изотермического Л/ г (энергии Гельмгольца) термодинамических потенциалов. Для термодинамически обратимой реакции общего вида [c.127]

Таким образом, с точки зрения второго начала термодинамики и рост энтропии, и убыль свободной энергии представляют собой меру сродства химической реакции. Отсюда и вытекает принцип, установленный Вант-Гоффом, что за меру химического сродства следует принять величину свободной энергии, точнее говоря, разность свободных энергий системы до и после реакции, рассчитанную на определенную массу (грамм, моль) реагирующих веществ. При наступлении равновесия эта разность доходит до минимума, а именно, принимает значение, равное нулю в этот момент свободные энергии одинаковых масс веществ до и после реакции равны между собой. [c.165]

В тех случаях, когда реакция происходит не в замкнутом сосуде, т. е. не при постоянном объеме, а при постоянном давлении, в качестве меры химического сродства пользуются убылью свободной энергии Гиббса (—dG). [c.165]

Поскольку мерой химического сродства отдельных реагентов друг к другу является уменьшением их свободной энергии в результате химического взаимодействия, постольку задача сводится прежде всего к изысканию возможности измерения убыли свободной энергии. [c.165]

Анализируя поведение различных термодинамических систем при низких температурах вблизи абсолютного нуля. В. Нернст в 1906 г. сформулировал свою знаменитую тепловую теорему, которая и стала основой третьего начала термодинамики. В форме, первоначально предложенной Нернстом, теорема применялась только к конденсированным системам. Однако, несмотря на имеющиеся отступления (СО, стекла, аморфные твердые тела), можно считать, что теорема Нернста является законом, имеющим общее значение, а не только частное применение к некоторым системам или к отдельным химическим реакциям. К выводу тепловой теоремы Нернст пришел в связи с обсуждением вопроса о химическом сродстве при низких температурах. Как уже отмечалось (гл. VII), Томсоном и Бертло был установлен принцип, согласно которому возможность протекания реакции между конденсированными фазами определяется тепловым эффектом. Поскольку истинной мерой химического сродства в зависимости от условия протекания химической реакции является убыль либо свободной энергии Гиббса, либо свободной энергии Гельмгольца, то для изохорно-изо- [c.183]

Правильная точка зрения, ранее всех высказанная Гиббсом (1878) в несколько позже Гельмгольцем (1884) и Вант-Гоффом (1885), предлагала оценивать химическое сродство, т. е. силы, заставляющие вещества химически взаимодействовать, величиной работы, которую эти силы способны произвести. При этом речь должна идти о работе, производимой системой в условиях равновесного проведения процесса, т. е. максимальной работе. Некоторая дальнейшая детализация показывает, что в условиях постоянства температуры и объема в качестве упомянутой меры следует рассматривать полную максимальную работу, которую реагирующая система способна произвести, т.е. Л -, max-Если же при проведении химической реакции соблюдается постоянство температуры и давления, то мерой химического сродства должна служить максимальная полезная работа Лг, max. [c.115]

Мы в основном будем рассматривать системы, в которых химические реакции протекают при постоянных давлении и температуре для них А т, max = —А г. где —AGt можно рассматривать в качестве меры химического сродства. Впрочем мы этим термином больше пользоваться не будем, но будем говорить об изменении изобарного потенциала при реакции или просто об изобарном потенциале реакции AGr, помня все-таки о связи ДОг с максимальной полезной работой. [c.115]

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]

Изменение энергии Гиббса, таким образом, характеризует направление протекания реакций. Если AG<0, то реакция может протекать самопроизвольно. При AG>0 процесс самопроизвольно протекать не может. Если AG=0, то система находится в равновесии. Чем большим уменьшением энергии Г иббса сопровождается реакция, тем больше сродство реагирующих веществ друг к другу. Изменение энергии Гиббса можно, следовательно, рассматривать как меру химического сродства, которое велико при АЯ< 0 и TAS O. [c.46]

В отношении возможности взаимодействия веществ можно сказать, употребляя термин, восходящий к алхимии, что убыль С служит мерой химического сродства. [c.104]

Необходимо отметить, что принцип Вертело предвосхитил Г. И. Гесс (1839 г.) он утверждал, что ... чем прочнее соединяются вещества между собой, тем больше должно выделяться тепла и ...количество выделяющегося тепла может служить мерой химического сродства (1842 г.). Однако Гесс не придавал этому положению категорического смысла. [c.381]

Для количественного выражения химического сродства были предложены различные способы. Например, предлагалось выражать меру химического сродства скоростью химической реакции. Однако такой способ оказался неудачным, потому что скорость химических реакций зависит не только от состояния реагирующих веществ (концентрация, температура), но и от других причин, например, от присутствия катализаторов. Другое предложение, согласно которому мерой химического сродства является убыль внутренней энергии или энтальпии, т. е. теплота реакции, также оказалось неудачным, так как наряду с экзотермическими реакциями известно много самопроизвольно и энергично протекающих эндотермических реакций. Теперь, следуя предложению Вант-Гоффа (1884), за меру химического сродства между реагентами принимают максимальную работу реакций. Максимальная [c.110]

Применение термодинамического метода к исследованию этого вопроса позволило найти более общие условия самопроизвольного течения процессов и показать, что мерой химического сродства служит не тепловой эффект, т. е. не общая потеря энергии, а потеря свободной энергии АР, равная той максимальной работе, которую можно получить при обратимом проведении данного процесса, когда химическая энергия полностью превращается в работу. [c.128]

Особо важное значение в химических процессах имеет термодинамический потенциал, т. е. изменение свободной энергии системы (А/ ). Выражая собой ту часть внутренней энергии системы, которая способна превращаться в полезную работу, величина ДР данного химического процесса служит тем самым мерой химического сродства реагирующих компонентов, т. е. мерой их реакционной способности. Чем больше абсолютная величина изменения свободной энергии или, что то же, чем больше значение максималыюи работы данного химического процесса, тем полнее они вступают между собой в химическое взаимодействие. Если мы говорим, что данные вещества реагируют между собой недостаточно энергично, то это означает, что они имеют небо,пьшое изменение свободной энергии в наблюдаемом процессе химического взаимодействия или, что то же, максимальная работа, которую требуется затратить на этот процесс, очень велика [c.167]

Вначале за меру химического сродства предлагали принимать скорость химической реакции. Однако скорость химической реакции при одних и тех же условиях можно было изменять путем воздействия на вещества катализаторам разной природы. Это приводило к неопределенности при сравнении реакционной способности веществ, а слел ательно, и при определении химического сродстр г. Поэтому скорость химической реакции не может быть мерой химического сродства. [c.191]

Реакционная способность химической системы при заданных условиях характеризуется скоростью и возможной глубиной химической реакции. Направление и глубина химической реакции определяются законами химической термодинамики. Согласно второму закону термодинамики условия направленности и равновесия химических реакций при постоянных Я и Г записываются в форме О (см. гл. X). В качестве меры химического сродства реакции принимается значение нормального (стандартного) сродства Afi° 298) (см. 75). Нормальное сродство мэжет быть меньше и больше нуля. Термодинамически наиболее вероятны реакции, у которых значения нормального сродства наиболее отрицательны. По значению (298) можно судить о вероятности той или иной реакции при парциальных давлениях (активностях) исходных и конечных продуктов, равных единице. Однако не следует делать вывод, что реакция вообще неосуществима, если А ° Т) > 0. Изменив парциальные давления начальных или конечных продуктов, можно создать условия, когда А О(Т) будет меньше нуля, и реакция пойдет слева направо. В табл. 28 привета б л и ц а 28. Степень превращения исходных веществ (х) и (2Я8) процесса, протекающего до равновесного состояния при отсутствии продуктов реакции в исходной системе [c.522]

Самопроизвольный химический процесс, будучи разновидностью самопроизвольного термодинамического процесса, согласно второму закону термодинамики, сопровождается убылью свободной энергии системы и заканчивается установлением в системе так называемого химического равновесия. На основании этого в качестве меры предрасположенности системы к совершению определенного (ожидаемого) химического процесса (меры химического сродства VFxbmI принята ожидаемая убыль свободной энергии системы, происходящая при протекании в ней ожидаемой реакции до установления химического равновесия при р и Г = onst — = — ДОр [c.96]

Способность различных веществ взаимодействовать между собой с образованием новых продуктов именуется химическим сродством. В качестве мерила химического сродства Вант-Гофф предложил использовать максимальную работу химических сил, т. е. изменение свободной энергии F при У = onst или изменение свободной энергии Z при р = onst [c.232]

В связи с приведенным примером весьма интересно сопоставить значения ДС/ и АНт и остановиться на весьма существенном термине химическое сродство . Химики второй половины XIX в. и начала текущего века называли этим термином причины (можно было бы сказать силы), под влиянием которых вещества вступают в химические реакции. В настоящее время эта задача решается, как принято говорить, на молекулярном уровне методами квантовой механики. Термодинамике же, которая не рассматривает взаимодействий между отдельными молекулами, надлежало найти некоторую макроскопическую меру действия химических сил, меру, которую можно было бы оценить по явлениям, происходящим во всей системе в целом. Первоначальная точка зрения, принадлежащая Томсену (1853) и в более ясной форме сформулированная Бертло (1867), предлагала в качестве меры химического сродства рассматривать тепловой эффект реакции. Бертло принадлежит следующая формулировка всякое химическое превращение, соверишющееся без вмеилательства посторонней энергии, [c.114]

Ранее (Вант-Гофф, Гельмгольц) в качестве меры химического сродства, например при постоянных давлении и температуре, принимали максимальную полезную работу, соответствующую одному пробегу реакции (А = 1). Эта работа равна убыли О, т. е. — АС, находимой при условии постоянства химических потенциалов. Сродство по Де-Донде отличается от классического сродства примерно так же, как истинная скорость (производная) отличается от средней скорости (отношение конечных разностей). [c.311]

Было время, когда полагали, что мерой химического сродства является тепловой эффект реакции (принцип Бертло). Этот критерий (АЯ) замаЕ1Чив, так как тепловой эффект легко измерить и осмыслить, и, на первый взгляд, правдоподобен. В самом деле, чем больше выделится теплоты при реакции, тем, казалось бы, охотнее вещества вступают в нее, тем прочнее образующиеся продукты и полнее протекает процесс (см. с. 36). [c.59]

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]

Мерой химического сродства служит та работа, которую можно получить при обратимом проведении данного процесса, т. е. изменение термодинамического потенциала. В применении к процессам с Р, Т = onst это означает, что мерой сродства является изменение энергии Гиббса. Действительно [c.381]

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]

Величина константы равновесия является мерой полноты реакции образования конечных продуктов, т. е. мерой химического сродства, и широко применяется для решения многих практических задач вычисления состава равновесной смеси или степени диссоциации распадаюш,егося вещества, определения выхода продуктов реакции и т. д. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология