Некоторые понятия химической термодинамики

Раздел 1. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

 

В самом общем виде химический процесс может быть представлен в следующем виде:

a А + b B <══> d D + e E,

где А и В ─ исходные вещества;

D и E ─ продукты процесса (конечные вещества);

a, b, d, e ─ стехиометрические коэффициенты.

Основные закономерности протекания химических процессов рассматриваются в темах:

▪ химическая термодинамика;

▪ химическая кинетика;

▪ химическое равновесие.

Некоторые понятия химической термодинамики

Термодинамическая система ─ тело или группа тел, находящихся во взаимодействии и мысленно выделяемых из окружающего материального пространства. Между отдельными частями термодинамической системы, а также между системой и окружающей средой происходит обмен энергией. Гомогенная система не имеет внутри себя поверхностей раздела, отделяющих друг от друга различные по свойствам части системы. В гетерогенных системахтакие поверхности раздела есть. Изолированная системаимеет постоянный объём и не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

Совокупность всех химических и физических свойств системы (например):

▪ Т – температуры;

▪ р – давления;

▪ V – объёма;

▪ ν; – количества вещества;

▪ с – концентрации реагирующих веществ

характеризует её состояние. При переходе системы из одного состояния в другое происходит термодинамический процесс, и изменяются свойства системы. Термодинамические свойства системы выражаются через характеристические функции состояния системы:

▪ U – внутренняя энергия;

▪ H – энтальпия;

▪ S – энтропия;

▪ G – энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал).

Их величина зависит от природы и количества вещества, температуры, давления.

Характеристические функции состояния (U, H, S, G) обладают тем общим свойством, что их изменение (Δ f) не зависит от пути процесса, а зависит от начального и конечного состояния системы (рис. 1.1):

Δ f _{состояния процесса} = f _{состояния конечных веществ} ─ f _{состояния начальных веществ.} (1.1)

_{(продуктов реакции) (исходных веществ)}

Рис. 1.1 ─ Схема изменения характеристической функции в ходе термодинамического процесса