Свободная энергия в реакции элемента

Если значения электродных потенциалов известны, легко вычислить величину э. д. с. элемента и нет необходимости устанавливать знак э. д. с., так как мы знаем, что электрод, имеющий более положительный потенциал по сравнению с нормальным водородным электродом, является положительным электродом элемента. Однако для термодинамического выражения удобно определенным образом условиться относительно знака э. д. с. элемента, для того чтобы иметь возможность устанавливать связь между изменением свободной энергии реакции элемента и его э. д. с. [c.95]

Измерение ЭJ[eI тp о движущей силы гальванического элемента с последующим расчетом свободной энергии реакции по уравнению [c.102]

В этой реакции п = 2, поскольку в расчете на каждый ион во внешней цепи перемещаются два электрона. Аналогичным способом можно вычислить стандартные свободные энергии реакций для других описанных выше электрохимических элементов. [c.173]

Вычислите стандартные свободные энергии гальванических элементов N1—Си, гп—Си и 2п—N1, описанных в разд. 19-2. Покажите, что эти свободные энергии аддитивны, точно так же, как сами реакции и создаваемые ими потенциалы. [c.173]

Потенциалы восстановления, с которыми мы имели дело до сих пор, представляют собой стандартные величины, т.е. соответствуют стандартным условиям концентрациям всех растворенных веществ 1 моль-л и парциальным давлениям всех газов 1 атм при температуре 298 К. Изменяется ли э.д.с. гальванического элемента в зависимости от концентрации Конечно, изменяется, и по той же причине, по которой изменяется свободная энергия реакции, протекающей в гальваническом элементе. В начале главы уже приводились некоторые примеры такого изменения в связи с обсуждением концентрационных элементов, теперь же нам предстоит вывести более общее выражение для подобной зависимости. [c.183]

С помощью гальванического элемента можно превратить свободную энергию реакции ДО и электрическую теоретически пол-. [c.191]

Ацетилен при обычной температуре очень неустойчив. Поскольку он является весьма эндотермическим соединением, его нестойкость уменьшается с повышением температуры. Хотя ацетилен и образуется из углерода и водорода в электрической дуге, его следует считать неустойчивым в отношении распада на элементы при всех температурах, так как при температуре, для которой изменение свободной энергии реакции [c.271]

С помощью гальванического элемента можно превратить свободную энергию реакции ДС я электрическую теоретически полностью. Практически это удается осуществить в химических источниках тока на 80-90%, тогда как к.п.д. тепловых электростанций достигает 40%. [c.205]

Изменение энергии Гиббса реакции (IX. 135) АО равно сумме изменений свободных энергий реакции (IX. 133) и (IX. 134) А(3 = АС1 + А( 2 величины А( 1 и А( 2 могут быть найдены путем измерения э.д.с. элементов, в которых можно реализовать эти реакции [c.572]

Стандартная свободная энергия образования соединения при температуре Г, г, равна изменению свободной энергии реакции образования этого соединения из элементов, причем соединение и элементы рассматриваются в их стандартном состоянии при температуре Т. [c.202]

Стандартная свободная энергия образования соединений AfO° (298 К) равна изменению свободной энергии реакции образования этого соединения из элементов или простых веществ, причем соединения и элементы (простые вещества) рассматриваются в их стандартном состоянии при температуре 298 К. Из [c.91]

Если известно изменение стандартной свободной энергии реакции, то это дает возможность предсказывать способность реакции к самопроизвольному протеканию, оценивая ее по величине константы равновесия. Если К велика, как в случае гальванического элемента Zn- u, величина AG° отрицательна и реакция может протекать самопроизвольно, так как она обладает большой движущей силой. И наоборот, если для обратимой реакции К имеет очень низкое значение, скажем 10" °, величина AG° положительна и реакция не может протекать самопроизвольно иногда говорят, что в этом случае реакция неспособна выполнять полезную работу. [c.319]

Если свободная энергия реакции измеряется с помощью гальванического элемента, то из уравнений (2) и (3) можно получить следующее уравнение [c.286]

По определению (стр. 20), свободная энергия реакции равна взятой с обратным знаком максимальной работе (за вычетом работы расширения), которую может совершить система. В обратимой ячейке эта работа тратится на генерацию тока, а э.д.с. элемента является мерой изменения свободной энергии реакции. При соблюдении условий записи ячейки, изложенных выше, э. д. с. обратимой ячейки Е связана с АО соотношением [c.27]

Первый тип электродных процессов называется окислением, а второй — восстановлением. Каждый гальванический элемент представляет собой комбинацию реакций окисления и восстановления. В этой комбинации в обычных условиях заряды выравниваются переходом электронов от одних атомов, молекул или ионов к другим, но этот переход совершается в разных направлениях беспорядочно, и только разделение обеих реакций в гальваническом элементе ориентирует переход электронов в определенном направлении, давая гальванический ток. Это разделение является необходимым условием получения электрической работы из свободной энергии реакции. [c.363]

Свободная энергия реакции амальгамы с водой, выраженная через величину э. д. с. амальгамного элемента (данные приведены в табл. 18, на стр. 84), может быть использована для получения электрической энергии. Еще в начале развития метода электролиза [c.103]

Частным случаем изменения свободной энергии, сопровождающего химическую реакцию, является свободная энергия образования химического соединения, представляющая собой изменение свободной энергии, которое сопровождает образование 1 моля соединения из элементов, находящихся в стандартных состояниях. Свободные энергии образования элементов в их стандартных состояниях условно принимаются равными нулю. Стандартные свободные энергии образования большого числа химических соединений при 298° К (25° С) и других температурах известны, и, поскольку эти энергии можно складывать и вычитать, так же как теплосодержания, их можно использовать для вычисления стандартных изменений свободной энергии, сопровождающих реакции, которые включают эти соединения, и, таким образом, предсказывать, пойдет ли данная реакция. Поясним это следующим примером. [c.157]

Согласно принятым определениям стандартная свободная энер ГИЯ образования Aff может рассматриваться как изменение свободной энергии в результате химической реакции, в которой рас сматриваемое вещество образуется в состоянии идеального газа при 1 атм (единица фугитивности) из составляющих элементов, первоначально находившихся В своих стандартных состояниях. Так как элементам стандартных состояний приписываются нуле-вые величины, то свободная энергия реакции будет численно равна стандартной свободной энергии образования. Изменение свободной энергии при реакции равно разности суммы свободных энергий образования продуктов реакции и суммы свободных энер ГИЙ образования реагентов. Все значения умножаются на соответствующие стехиометрические множители. Константа равновесия химической реакции является функцией изменения стандартной [c.258]

Термодинамические условия этой реакции можно вычислить при помощи уравнений свободной энергии образования. Вычитая уравнение свободной энергии образования метана из элементов из аналогичного уравнения для ацетилена,находят уравнение изменения свободной энергии реакции образования ацетилена из метана [c.289]

ЧТО в водных растворах сильные электролиты почти полностью диссоциированы, теория сильных электролитов основывается на концепции активности и на стандартных электродвижущих силах гальванических элементов Е°, отвечающих стандартному изменению свободной энергии реакции при активностях, равных единице. Для сравнения был выбран водородный потенциал, поэтому стандартным электродным потенциалом называется э. д. с. гальванического элемента, состоящего из данного электрода (погруженного в раствор, где активность его ионов равна единице) и стандартного водородного электрода, потенциал которого условно принимается равным нулю [101]. [c.120]

Для определения энергетики реакции исследовалась зависимость коэффициента распределения от температуры. Установлено (рис. 4), что при повышении температуры коэффициент распределения понижается, однако это понижение неодинаково у рассматриваемых элементов, поэтому факторы разделения относительно кюрия и америция заметно увеличиваются при понижении температуры и мало зависят от температуры для калифорния и европия. Подобное поведение может быть связано с различием в гидратации тяжелых (Ст, С ) и легких (Ат) актинидов [6]. Из полученных данных были рассчитаны изменения свободной энергии реакции экстрагирования и изменения энтальпии и энтропии (рис. 5). Большие отрицательные значения энтропии показывают, что имеется некоторая разница в структуре сольватных оболочек металла в водной и органической фазах, причем в органической фазе сольватная оболочка более упорядочена. В то же время экстракционное поведение элементов определяется в основном энтальпий-ным членом. [c.213]

Так же как и энтальпия (теплота) образования АЯ или энтропия образования 5, свободная энергия вещества является экстенсивным свойством, ссли все реагирующие вещества находятся в стандартном состоянии, свободную энергию образования вещества называют стандартной свободной энергией, Л0 вещества. Свободные энергии образования элементов в стандартном состоянии условно приняты равными нулю. Зная свободную энергию образования всех реагирующих веществ и продуктов реакции, можно вычислить свободную энергию реакции по тому же принципу, как и энтальпию (теплоту) реакции (см. стр. 183) и энтропию реакции. [c.193]

Рис. 85. Экспериментальное определение изменения энтальпии реакции ДЯ и свободной энергии реакции ДО элемента Даниэля.

Пользуясь величинами свободных энергий образования моноолефи-нов [21] и парафинов из элементов [33], определяем сначала свободные энергии реакций (VHIa—Ville), логарифмы констант, константы этих реакций, а затем, применив найденное нами соотношение, [c.267]

На этом примере можно убедиться, что для получения от электрохимического элемента даже столь небольшого напряжения, как 1 В, в нем должна протекать реакция с большим изменением свободной энергии. Поскольку свободные энергии реакций обладают свойством аддитивности (вытекаюшим из первого закона термодинамики), нет ничего удивительного в том, что э.д.с. электрохимических элементов также аддитивны, как уже указывалось в разд. 19-2. [c.174]

Э. д. с. элемент (Е) пР =Ф+-Ф изменение свободной энергии реакции л —валентность потенциалоб-разуюш,его иона Г —число Фарадея Ф —потенциал электрода [c.865]

Однако абсолютные значения свободной энергии химических реагентов не известны. В настоящее время для многих соединений определены только относительные значения величин AG. Относительные значения свободной энергии требуют использования также относительных точек отсчета. Поэтому принимают, что свободная энергия стабильных форм элементов при температуре 25 °С и давлении 10 Па равна нулю . Свободная энергия образования различных соединений вычисляется на предположении, что она равна изменению энергии. Стандартная энергия образования соединения из элементов есть изменение свободной энергии реакции, в которой реагируют элементы при условии, когда все реагенты и продукты находятся в стандартном состоянии (выражают в джоулях на моль). Например, свободная энергия образования N 0 при температуре 25 °С равна —212,49 кДж/моль. Это означает, что стандартная сво-болиля энергия реакции [c.77]

Э. д. с. элемента (Е) Е пР =<Р+-<Р Л2—изменение свободной энергии реакции /I —валеит-ность потенциалоб-разующего иона /= —число Фарадея Ф—потенциал элек трода [c.865]

Нормальные потенциалы, определяющие положение элементов в ряду напряжений, установлены еще не для всех металлов главной подгруппы II группы при помощи непосредственных измерений. В табл. 46, кроме измеренных нормальных потенциалов, приведены значения, вычисленные Макишима ХМак1зЫта, ср. стр. 182). Из данных таблицы видно, что элементы главной подгруппы II группы по силе своего электроположительного характера значительно приближаются к щелочным металлам. Последовательность нормальных потенциалов здесь та же, что и последовательность потенциалов ионизации. Эффект гидратации ионов, оказывающий в ряду щелочных металлов сильное влияние на величины их нормальных потенциалов, в ряду щелочноземельных металлов отступает на второй план. Это связано с тем, то разности между теплотами гидратации и энергиями ионизации (см. табл. 46) в группе щелочноземельных металлов значительно больше, чем в группе щелочных металлов. В обеих группах теплоты гидратации ионов меньше, чем энергии ионизации, и значительно меньше, чем сумма последних и теплот сублимации. Металлы обеих групп вытесняют водород из воды и кислот и в соответствии с этим обнаруживают отрицательный потенциал по отнощению к водородному электроду. Причина этого заключается не в стремлении указанных металлов перейти в раствор в виде положительных ионов , как это часто полагают, а в стремлении ионов водорода к разрядке с образованием молекулы Нг, т. е. свободная энергия реакции (1) [c.265]

Под топливным элементом несколько ограниченно понимают элемент, в котором химическая энергия преобразуется непосредственно в электрическую за счет электрохимй-ческого окисления обычного топлива. Но, вообще говоря, это понятие охватывает любой элемент, в который непрерывно подаются реагенты и из которого непрерывно отводятся продукты реакции, так что он может давать электроэнергию неопределенно долго. Основным преимуществом топливного элемента перед другими источниками тока является, конечно, высокий к. п. д., которого в принципе можно достичь, преобразуя в доступную электрическую энергию изменение свободной энергии реакции. На практике для достижения высокого к. п. д. нужно, чтобы были низкими внутреннее сопротивление элемента и перенапря-жение (см.) у каждого из электродов. [c.196]

Пример 1. Определить изменение свободной энергии реакции образования HjOиз элементов при температуре 1 227° Си давлении 1 ата, если константа равновесия реакции [c.250]

Определение силы кислот оптическими методами, конечно, ограничено небольшим выбором кислотно-основных систем. Более общие методы основаны на свойствах иона гидрония, в частности на измерении э. д. с. элементов, содержащих обратимый водородный или какой-либо эквивалентный ему электрод, например стеклянный. Так как в этом случае измеряется термодинамическая величина, т. е. свободная энергия реакции, формулы для подсчета э. д. с. таких элементов содержат активность, а не концентрацию иона гидрония. Следовательно, с помощью данного метода определяют не константу Кс, а термодинамическую константу равновесия К. Однако наблюдаемая э. д. с. зависит и от активностей других ионов в растворе, причем характер зависимости определяется конструкцией элемента. Поэтому для получения истинного значения К всегда необходима некоторая экстраполяция. Лучше всего проводить эксперименты не в чистых растворах кислоты или основания, а в буферных смесях, т. е. [c.42]

Рассматривая значения (сс ) , можно заметить, что с ростом электроотрицательности заместителей ковалентность связи лиганд — металл уменьшается или, другими словами, донорная способность фосфорильного кислорода ослабляется . Такое поведение химической связи в зависимости от заместителей в лигандах коррелирует с расчетом [8] заряда на кислороде и с качественными соображениями о влиянии заместителей на экстракционную способность если с ростом электроотрицательности заместителей донорная способность фосфорильного кислорода ослабляется, то должна уменьшаться экстракционная способность. И действительно, было найдено [2—6, 12], что логарифм константы экстракции (свободная энергия реакции) многих элементов нейтральными соединениями и аминами линейно уменьшается по мере роста суммы электроотрицательностей групп-заме-стителей [c.44]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология