Студопедия — Термодинамическое условие химического равновесия
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Термодинамическое условие химического равновесия






 

Термодинамическим условием равновесия процесса, протекающего в изобарно-изотермических условиях, является равенство нулю изменения энергии Гиббса (D rG (Т)=0). При протекании реакции n аA + n bB = n сC + n dD

изменение стандартной энергии Гиббса равно:

D rG 0 T =(n c × D fG 0 C + n d × D fG 0 D )–(n a × D fG 0 A + n b × D fG 0 B ).

Данное выражение соответствует идеальному процессу, в котором концентрации реагирующих веществ равны единице и неизменны в ходе реакции. В ходе реальных процессов концентрации реагентов меняются: концентрация исходных веществ уменьшается, а продуктов реакции увеличивается. С учетом концентрационной зависимости энергии Гиббса (см. п. 1. 3. 4) ее изменение в ходе реакции равно:

D rGT =[n c × (D fG 0 C + R × T × ln CC) + n d × (D fG 0 D + R × T × ln CD)]–

[n a × (D fG 0 A + R × T × ln CA) + n b × (D fG 0 B + R × T × ln CB)] =

=(n c × D fG 0 C + n d × D fG 0 D )–(n a × D fG 0 A + n b × D fG 0 B ) +

+ R × T × (n c × ln CC + n d × ln CD –n a × ln CA –n b × ln CB)

D rGT =D rG 0 T + R × T × ,

где – безразмерная концентрация i -го вещества; Xi – мольная доля i -го вещества; pi – парциальное давление i -го вещества; р 0 = =1, 013× 105 Па – стандартное давление; сi – молярная концентрация i -го вещества; с 0=1 моль/л – стандартная концентрация.

В состоянии равновесия

D rG 0 T + R× T × = 0,

.

Величина К 0 называется стандартной (термодинамичской) константой равновесия реакции. То есть при определенной температуре Т в результате протекания прямой и обратной реакции в системе устанавливается равновесие при определенных концентрациях реагирующих веществ – равновесных концентрациях (Сi)р. Величины равновесных концентраций определяются значением константы равновесия, которая является функцией температуры, и зависит от энтальпии (D rН 0) и энтропии (D rS 0) реакции:

D rG 0 T + R × T × ln K 0= 0,

, ,

поскольку D rG 0 T =D rН 0 T – Т × D rS 0 T,

.

Если известны величины энтальпии (D rН 0 T) и энтропии (D rS 0 T) или D rG 0 T реакции, то можно вычислить значение стандартной константы равновесия.

Константа равновесия реакции характеризует идеальные газовые смеси и растворы. Межмолекулярные взаимодействия в реальных газах и растворах приводят к отклонению расчетных величин констант равновесия от реальных. Для учета этого вместо парциальных давлений компонентов газовых смесей используется их фугитивность, а вместо концентрации веществ в растворах их активность. Фугитивность i -го компонента связана с его парциальным давлением соотношением fi =g i × pi, где g i – коэффициент фугитивности.Активность и концентрация компонента связаны соотношением аi =g i × Сi, где g i – коэффициент активности.

Необходимо отметить, что в достаточно широкой области давлений и температур газовые смеси можно считать идеальными и проводить расчеты равновесного состава газовой смеси, считая коэффициент фугитивности g i @ 1.В случае жидких растворов, особенно растворов электролитов, коэффициенты активности их компонентов могут значительно отличаться от единицы (g i ¹ 1) и для расчета равновесного состава необходимо использовать активности.

 







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 823. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Тема: Изучение фенотипов местных сортов растений Цель: расширить знания о задачах современной селекции. Оборудование:пакетики семян различных сортов томатов...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

Плейотропное действие генов. Примеры. Плейотропное действие генов - это зависимость нескольких признаков от одного гена, то есть множественное действие одного гена...

Методика обучения письму и письменной речи на иностранном языке в средней школе. Различают письмо и письменную речь. Письмо – объект овладения графической и орфографической системами иностранного языка для фиксации языкового и речевого материала...

Классификация холодных блюд и закусок. Урок №2 Тема: Холодные блюда и закуски. Значение холодных блюд и закусок. Классификация холодных блюд и закусок. Кулинарная обработка продуктов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия