Гиббса системы

Одна из основных задач химии — установить зависимость между строением, энергетическими характеристиками химических связей и реакционной способностью веществ, изучить влияние различных факторов на скорость и механизм химических реакций. О принципиальной осуществимости процесса судят по величине изменения энергии Гиббса системы. Однако эта величина ничего не говорит о реальной возможности протекания реакции в данных конкретных условиях, не дает никакого представления о скорости и механизме процесса. Например, реакция взаимодействия оксида азота (II) с кислородом [c.191]

ИЗ которого следует, что стандартная энтальпия образования озона положительна и равна 142,5 кДж/моль. Кроме того, как показывают коэффициенты уравнения, в ходе этой реакции из трех молекул газа получаются две молекулы, т. е. энтропия системы уменьшается. В итоге, стандартное изменение энергии Гиббса в рассматриваемой реакции также положительно (163 кДж/моль). Таким образом, реакция превращения кислорода в озон самопро-изЕюльно протекать не может для ее осуществления необходима затрата энергии. Обратная же реакция — распад озона — протекает самопроизвольно, так как в ходе этого процесса энергия Гиббса системы уменьшается. Иначе говоря, озон — неустойчивое вещество. [c.378]

О направлении окислительно-восстановительных реакций можно судить по изменению энергии Гиббса системы. Кроме того, для количественной характеристики окислительно-восстановительной активности веществ, находящихся в растворах или соприкасающихся с ними, используются так называемые электродные, или окислительно-восстановительные, потенциалы Е. [c.219]

Закон распределения вещества между равновесными фазами является одним пз следствий правила фаз Гиббса. Действительно, если какое-нибудь вещество распределяется при заданных температуре и давлении между двумя несмешивающимися растворителями, то, согласно правилу фаз Гиббса, система имеет одну степень свободы. Задавая концентрацию распределяемого вещества в одной из фаз, мы полностью определяем состояние системы. Концентрация распределяемого вещества в одной пз фаз однозначно определяет в этом с.лучае его концентрацию в другой фазе. [c.82]

На рис. 33 а, б можно отметить, что поле диаграммы для воды и бензола разделяется кривыми фазовых переходов 1-го рода на три области пара, жидкости и твердого тела. Исследуем эти диаграммы с помощью правила фаз Гиббса. Система, состояние которой определяется точками внутри каждой области, является гомогенной. Согласно правилу фаз она характеризуется двумя степенями свободы [c.164]

Химическое равновесие. Самопроизвольно, т. е. без затраты работы извне, каждая система может переходить только из менее устойчивого состояния в более устойчивое. При постоянных температуре и давлении такой переход всегда сопровождается уменьшением энергии Гиббса системы. Пределом протекания реакции,, т. е. условием равновесия, является равенство AG = 0. Согласно равенству (1,7) самопроизвольному течению реакции благоприятствуют большие отрицательные значения АН (т. е. значительное выделение энергии в ходе реакции) и большие положительные значения AS (т.е. возрастание энтропии). Для многих не слишком сложных реакций первый (энергетический) фактор отражает обычное повышение устойчивости системы при уменьшении запаса ее внутренней энергии, которое проявляется в тенденции к большей агрегации вещества, укрупнению частиц. Второй же фактор энтропийный отражает тенденцию к дезагрегации, к усилению всяческих процессов диссоциации на более простые частицы, происходящих под действием теплового движения частиц. В реакциях, которые приближают систему к состоянию равновесия, эти два фактора действуют в противоположных направлениях, и общее течение процесса определяется действием преобладающего фактора и сопровождается сближением значений величин АН и TAS до тех пор, пока не будет достигнуто равенство их между собой,. [c.25]

Чтобы не определять границы поверхностного слоя, Гиббс предложил относить все изменения термодинамических параметров в слое по сравнению с объемными фазами к разделяющей повер.хности, не имеющей объема (или толщины). При таком рассмотрении поверхность характеризуется избыточными термодинамическими параметрами, непосредственно отражающими проявление поверхностной энергии. Объемные фазы считают однородными вплоть до разделяющей поверхности (рис. II. 2/). В соответствии с методом избыточных величин энергия Гиббса системы, представленной схематически на рис. II.2, равна сумме энергий Гиббса объемных фаз I(AGi), 2(aG2) и поверхностной энергии Гиббса (as), которая является избыточной [c.26]

При постоянстве температуры и давления химические реакции могут самопроизвольно протекать только в таком направлении, при котором энергия Гиббса системы уменьшается (АО < 0). [c.80]

На процесс м1щеллообразования в водных растворах существенно влияет структура воды, которая способствует выталкиванию углеводородных радикалов из раствора одновременно частично разрущается структура воды. Благодаря дифильному строению молекул ПАВ углеводородные радикалы, взаимодействующие между собой в мицеллах, экранируются полярными гидрофильными группами. Поэтому происходит самопроизвольное мицеллообразование с минимальным поверхностным натяжением на границе раздела мицелла—вода, сопровождающееся умень-и]ением энергии Гиббса системы. Эффектом экранирования объясняется уменьщение энтальпии в процессе мицеллообразования. Взаимодействие отдельных частей молекулы ПАВ в молекулярном растворе с растворителем характеризуется различным изменением энтальпии лиофильная часть взаимодействует с выделением теплоты, лиофобная — с поглощением теплоты. Именно поэтому энтальпия растворения ПАВ имеет небольшие положительные илн отрицательные значения (чаще всего для водных растворов она положительна). В мицеллярном растворе экранирование лнофоб-ных групп приводит к уменьшению поглощения теплоты, т. е. н снижению энтальпии системы по отношению к энтальпии образования истинного раствора. Так как мицеллообразование является процессом возникновения новой фазы, то его можно сравнить с расслоением системы, т. е. с процессом ее упорядочения. Для таких процессов характерно уменьшение энтропии. Таким образом, самопроизвольное мицеллообразование по сравнению с образованием молекулярного раствора обусловлено уменьшением энтальпии [см. уравнение (УГ25)]. [c.297]

Рассмотрим гипотетический случай, когда в неравновесной системе I — 1 векторов Р]ф1 = 0. Так как,, согласно правилу фаз Гиббса, система всегда обладает некоторым числом степеней свободы, то, фиксируя г-й параметр, мы можем рассматривать данное неравновесное состояние как состояние, при котором = О и ф 0. Таким образом, любому отклонению системы от равновесного состояния соответствует п потоков или, как принято говорить, любая сила может вызвать любой поток. Это явление сформулировано в общем виде феноменологическим соотношением [c.16]

О направлении окислительно-восстановительных реакций можно судить по изменению энергии Гиббса системы. [c.164]

Теперь сформулируем выражение энергии Гиббса системы, в которой находятся А1 и Аз [c.115]

В последние годы осуществлен расчет сложного равновесия процесса Клауса минимизацией энергии Гиббса системы (см. гл. III). Расчет выполнен применительно к реальному сырью для процесса, протекающего последовательно в печи, котле-утилизаторе, трех последовательных секциях каталитический реактор — конденсатор . В табл. 95 даны результаты расчетов равновесия. [c.353]

Если нагреть эту систему на дифференциально малую разность температуры, то на эту же величину изменится давление и энергия Гиббса системы. Она через некоторое время снова перейдет в равновесное состояние, которое характеризуется равенством [c.167]

Возникает вторичная структура фермента в форме рыхлой сферы. Такое состояние фермента не является случайным результатом хаотического движения, а отвечает минимуму энергии Гиббса системы. Следовательно, для фермента данного молекулярного строения характерной является определенная вторичная структура. [c.632]

Получено выражение для энергии Гиббса системы в виде [c.156]

ДФ . — изменение функции энергии Гиббса системы в процессе превращения вещества, кал град-моль). [c.6]

Другим важным частным случаем является адсорбция газа или пара на твердой поверхности при условии отсутствия растворимости адсорбента в конденсате адсорбата. Если адсорбент и газ разделены перегородкой (нет адсорбции), то энергия Гиббса системы в расчете на единицу поверхносги составит [c.37]

Изменение энергии Гиббса системы АО должно быть меньше нуля, следовательно, можно записать [c.284]

Мицеллообразование в растворах коллоидных ПАВ является наиболее термодинамически выгодным процессом по сравнению с процесса ми образования истинного раствора или разделения фаз. Это обуслов/[ено переходом углеводородной или полярной части дифильных молекул ПАВ в подобную им по полярности фазу. Например, полярные группы молекул ПАВ обращаются к воде, поскольку они гидратированы, а углеводородные радикалы выталкиваются из водной ( зазы. Оба эти процесса сопровождаются выделением теплоты, что способствует умень.ше-нию энергии Гиббса системы. [c.130]

О принципиальной осуществимости процесса судят по значению изменения энергии Гиббса системы. Однако оно ничего не говорит о реальной возможности протекания реакции в данных условиях, не дает представления о скорости и механизме процесса. Например, реакция взаимодействия оксида азота (II) с кнслородом [c.148]

Изменение энергии Гиббса системы в процессе адгезии равно [c.5]

При самопроизвольном течении реакции энергия Гиббса системы убывает и при равновесии достигает минимального значения, причем изменение ее равно нулю. [c.38]

Используя закон Гесса, по этим данным определяем изменение энергии Гиббса системы [см. (И.88)] [c.141]

По этим данным и уравнению (11.88), рассчитываем стандартное изменение энергии Гиббса системы в рассматриваемом процессе [c.142]

При изобарно-изотермическом протекании термодинамического процесса работа совершается за счет убыли энергии Гиббса системы (см. разд. П.23), откуда следует [c.242]

В соответствии с (4.8) для энергии Гиббса системы в начальном (С ) и в некотором текущем (G) состояниях можно записать [c.75]

Су — потенциал Гиббса системы без учета межфазной границы. [c.265]

Явление смачиваемости твердых тел также определяется поверхностным натяжением. Рассмотрим трехфазную границу газ-жидкость—твердое тело (рис. 14.1). Переместим эту границу в направлении увеличения поверхности жидкости на величину с 3. При этом потенциал Гиббса системы изменится на величину [c.266]

Найденная величина АС%(. означает, что образовяние 1 моля N02 при стандартных условиях, 1. е. при р о == />о, рыо, = ==-- 101,3 кПа, и общем давлении 303,9 кПа, сопронождалось бы при 298 К уменьшением энергии Гиббса системы на 35,08 кДж/моль Ох. [c.176]

Уравнение изотермы реакции позволяет определять направление самопроизвольного течения химических процессов, ие прибегая для этого к эксперименту. Если ожидаемое изменение энергии Гиббса системы AG > О, то рассматриваемое направление процесса при данных условиях несамопроизвольно. Если AG = О, то при данных условиях система находится в состоянии равновесия и никакие процессы в ней происходить не могут. П лишь в случае, когда AG < О, процесс пойдет в рассматриваедюм направлении самопроизвольно. [c.134]

Рассмотрим наиболее общую систему, в которой имеется k компонентов и г фаз, так что тг Р— число молей i компонента в фазе ф. Для энергии Гиббса системы имеем G = G T,p,miэкстенсивная функция, то при увеличении размеров системы в k раз G(T, р, kmif)=kG T, р. nii f). Вводя химические потенциалы для системы при Г, p = onst, имеем [c.113]

Кривая ОС определяет зависимость давления насыщенного пара твердых бензола и льда от температуры. В точке О одновременно в равновесии находятся три фазы пар—жидкость и твердое тело. В таком состоянии согласно правилу фаз Гиббса система не имеет степеной свободы [c.164]

Движущей сплои любого протекающего в природе процесса, в том числе и химического, является стремление перейти в состояние, характеризуюндееся наименьшим содержанием энергии и наибольшей степенью беспорядка, т, е, другими словами, при протекании н системе какого-либо процесса энтальпия системы умень-пшется, а энтропия увеличивается. Эти две функции могут изменяться ие одинаково, но, как это следует из приведенного здесь равенства, самопроизвольный ход любого, в том чис- е и химического, процесса характеризуется уменьшением энергии Гиббса системы. [c.87]

Движун1ая сила процесса растворения, равно как и любого фн-знко-хнмичеекого процесса, выражается уменьшением энергии Гиббса системы. Как известно, изменение эне згии Гиббса связано с изменением энтальпии и энтропии системы следующим равенств ом [c.161]

Термодинамическое условие фазообразования состоит в том, что уменьшается энергия Гиббса системы АО = АОкон — ЛСисх < 0. Для сферической частицы радиуса Н [c.35]

Рассмотрим процесс адсорбции газов на твердой поверхности с использоваипем фундаментального адсорбционного уравнения Гиббса. При этом примем, что твердый адсорбент в конденсате пара не растворяется. При.таком условии энергия Гиббса системы [c.41]

Необходимость пересыщения для образования гетерогенной дисперсной системы из гомогенной следует и из того факта, что появление избыточной поверхностной энергии при конденсации должно быть предварительно скомпеисировано избытком энергии Гиббса системы, что и обеспечивается пересыщением. [c.99]

Адсорбцию можио рассматривать как взаимодействие молекул адсорбата с активными центрами поверхности адсорбента. Такое рассмотрение этого явления оказалось достаточно общим и удобным, особенно для адсорбции на твердых адсорбентах, когда возникают трудности в экспериментальном определении межфазного натяжения. Кроме того, такая интерпретация адсорбции открывает возможность нсслелвдвания природы адсорбционного взаимодействия. Если отсутствует химическое взаимодействие адсорбата с адсорбентом, то адсорбция, как правило, является результатом самопроизвольного уменьшения поверхностной энергии системы, выражающегося в компенсировании поля поверхностных сил. При наличии специфического сродства адсорбата к адсорбенту, адсорбция возможна вследствие самопроизвольного уменьшения энергии Гиббса всей системы, что может привести даже к увеличению поверхностной энергии. Это возможно в том случае, если изменение химической составляющей энергии Гиббса системы больше изменения поверхностной энергии. При химической адсорбции между адсорбентом и адсорбатом образуется химическая связь, и их индивидуальность исчезает. [c.108]

Длина углеводородного радикала оказывает решающее влияние иа мицеллообразование в водных средах. В процессе мицеллообразования ионии<ение энергии Гиббса системы тем больше, чем длиннее углеводородная цепь. Исследования показывают, что образование предмицеллярных ассоциатов наблюдается в поверхностно-активных электролитах с длиной углеводородной цепи более четырех атомов углерода. Однако в таких соединениях недостаточно выражено различие между гидрофильной и гидрофобной частями (высокое значение ГЛБ). В связи с этим энергия агрегирования недостаточна, чтобы удержать молекулы от беспорядочного теплового движения. Как правило, способность к мицеллооб-разовапию свойственна молекулам ПАВ с длиной углеводородного радикала более 8—10 атомов углерода. [c.300]

Смеи енне полимера с низкомолекулярным растворителем (набухание и растворение) — самопроизвольный проиесс н поэтому протекает с уменьшением энергии Гиббса системы (VI. 25) [c.315]

Образование мицелл в растворах коллоидных ПАВ, как и адсорбция молекул ПАВ в поверхностном слое, протекает самопроизвольно. Прн коицентрации ПАВ ниже ККМ энергия Гиббса системы уменьшается за счет адсорбции ПАВ на границе раствор — воздух. При этом углеводородный радикал молекулы ПАВ выталкивается из воды в газовую фазу. Так происходит вплоть до достижения предельной емкости адсорбционного слоя. При дальнейшем увеличении концентрации ПАВ в растворе снижение энергии Гиббса системы может д0стигат[1ся только за счет стру ктурных изменений в объеме раствора, т. е. путем образования мицелл в растворе. [c.139]

Теплота растворения зависит от природы компонентов системы и концентрации образующегося раствора. Она может принимать как полох<ительные (ДЯр >0), так и отрицательные (АЯр < 0) значения. Энтропия системы при образовании растворов в большинстве случаев растет (ASp>0). Исключением является лишь растворение газов в жидкостях, где энтропия системы убывает (ASp O). Изобарный потенциал (энергия Гиббса) системы при образовании растворов всегда убывает (А(7р<0), что подтверждается самопроизвольностью этого процесса. [c.152]

Количественно термодинамические особенности систем с развитой поверхностью раздела учитывают с помощью специальной величины а, носящей название поверхностного натяжения (иногда эту величину называют также избьггочной поверхностной энергией). Величина а описывает изменение потенциала Гиббса системы вследствие наличия в ней межфазной фаницы с общей площадью, 5 [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология