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

Химический потенциал




При протекании химической реакции меняется число и вид частиц (молекул). Поэтому термодинамические потенциалы будут функциями не только своих естественных переменных, но и числа молей компонентов системы ni. Тогда энергия Гиббса есть функция G = f(T, р, n1, n2,…), полный дифференциал которой равен

Обозначим

Величина – называется химическим потенциалом и представляет собой частную производную термодинамических потенциалов по количеству i-го компонента при фиксированных естественных переменных, т. е. он показывает, насколько изменяется соответствующий термодинамический потенциал при добавлении бесконечно малого количества i-го компонента к 1 молю раствора. Размерность Дж/моль.

Одно и тоже значение химического потенциала i-го компонента можно получить из зависимостей от числа молей ni термодинамических потенциалов при постоянных естественных переменных:

С учетом введенных обозначений выражения для полных дифференциалов термодинамических потенциалов имеют вид:

Соответственно получаем

В выражении (2.88) знак равенства соответствует установлению термодинамического равновесия, знак «меньше» – самопроизвольному протеканию химической реакции.

Для того чтобы модно было использовать химический потенциал при решении практических задач, необходимо установить вид его зависимости от измеримых термодинамических переменных – температуры, давления и состава:

Идеальные газовые смеси:

где – стандартный химический потенциал i-го газа, т. е. его потенциал в состоянии чистого вещества при заданной температуре и давлении 1 бар; – текущее парциальное давление газа.

Реальные газовые смеси:

где летучесть или фугитивность – давление, которое должна производить реальная система, чтобы оказывать такое же действие, как идеальная система; – коэффициент летучести используется для характеристики отклонения от идеального поведения.

Идеальные конденсированные растворы:

где – мольная доля компонента в смеси.

Реальные конденсированные растворы:

где – активность, которая может быть представлена в виде произведения мольной доли компонента на его коэффициент активности :

В нашем случае активность безразмерная величина. Также она может быть выражена через молярную или моляльную концентрации (активность будет иметь размерность концентрации), тогда будут изменяться значения коэффициентов активности.

Коэффициенты активности – безразмерные величины, они характеризуют работу, которую надо совершить при перемещении i-го компонента из идеального раствора в реальный при постоянной температуре, давлении и концентрации.

 







Дата добавления: 2015-10-15; просмотров: 141. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия