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

Энергия Гиббса как функция состояния системы и критерий направленности процесса




∆G0 – функция состояния системы. Получила свое название в честь американского ученого Гиббса

∆G как критерий направленности процесса является таким же свойством системы как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия.

Изменение энергии Гиббса не зависит от пути процесса, приводят при постоянном давлении и температуре.

Условие: ∆Gр,Т <0 то реакция осуществима в прямом направлении

∆Gр,Т >0 то реакция не осуществима в прямом направлении

∆Gр,Т = 0 – система в равновесии

12. математическое уравнение, связывающее изменение энергии Гиббса (∆G) с энтальпией и энтропией. Расчет ∆G по первому следствию закона Гесса. Экзергонические и эндергонические реакции в живых организмах. Понятие о сопряженных процессах. Коэффициент полезного действия биохимических процессов.

∆G связана с ∆H и ∆S следующим уравнением:

Уравнение Гиббса:

∆G0 = ∆H0 - Т∆S0

∆H0 - энтальпийный фактор

Т∆S0 – энропийный фактор

1) ∆G0 <0

а. Если ∆H0<0, ∆S0>0 (например, реакция окисления глюкозы)

б. Если ∆H0>0, ∆S0>0 (при высоких температурах, например, денатурация белка)

2) ∆G0 >0, если ∆H0<0, ∆S0<0 (при очень низких температурах и малом энтропийном приращении, например, реакции гидратации белков и ряда солей)

Закон Гесса для энергии Гиббса:

Изменение энергии Гиббса при образовании заданных продуктов из данных реагентов при постоянном давлении и температуре не зависит от числа и вида реакций, в результате которых образуются эти продукты.

Следствие:

Энергия Гиббса реакции равна алгебраической сумме энергий Гиббса образования стехиометрического количества продуктов за вычетом алгебраической суммы энергий Гиббса образования стехиометрического количества реагентов:

∆Gр = (nc∆Gc + nD∆GD) – (nA∆GA + nB∆GB)

Химические реакции, при протекании которых происходит уменьшение энергии Гиббса системы и совершается работа, называются экзергоническими.

Реакции, в результате которых энергия Гиббса возрастает и над системой совершается работа, называются эндергоническими.

Такие реакции не проходят самопроизвольно, но они могут быть сопряжены с реакциями, идущими с уменьшением ∆G (реакция окисления глюкозы проходит в 9 стадий).

Говоря об энергии биохимических процессов, стоит отметить высокий КПД, это есть особенность живого организма, хотя КПД механических машин не более 20.

13.обратимые и необратимые по направлению химические реакции. Условия возникновения химического равновесия. Химический потенциал. Математическое выражение химического потенциала.

Обратимые - реакции, которые при данных внешних условиях могут самопроизвольно протекать как в прямом, так и в обратном направлениях.

Необратимые – реакции, которые протекают до конца, до полого израсходования одного из реагирующих веществ.

Условия, определяющие химическое равновесие:

υ1 = υ2 ; ∆G = 0

υ

график изменения скорости в прямой и обратной реакции

с течением времени

 

t

Химическим потенциалом вещества Х заданной системе называется величина, определяющаяся изменением энергии Гиббса, приходящаяся на 1 моль данного вещества при заданных условиях.

μ(Х) = G(X) / n(X)

μ(Х) – химический потенциал вещества Х, Дж/моль

G(X) – энергия Гиббса вещества Х в системе, Дж

n(X) – количество вещества Х в системе, моль

Если вещество Х находится в растворе, о химический потенциал зависит от концентрации и природы растворителя, эта зависимость носит логарифмический характер и имеет следующий вид:

μ(Х) = μ0(Х) + R T ln C(X)

μ0(Х) – стандартный химический потенциал вещества Х, Дж/моль

ln – натуральный логарифм (е = 2,72)

C(X) – концентрация вещества Х, моль/л







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1132. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия