Энтальпийные диаграммы и энергия химической связи в молекулах газов типа HCL, NH3, NO

22. Понятие об энтропии. Стандартный энтропийный эффект химической реакции и фазового превращения. Энтальпийный и энтропийный факторы процесса.


Теплота реакции ΔН и изменение свободной энергии ΔG не всегда имеют сравнимые значения. В действительности известны реакции, протекающие спонтанно (ΔG < 0) несмотря на то, что являются эндотермическими (ΔΗ > 0). Это происходит потому, что на прохождение реакции оказывает влияние изменение степени упорядоченности системы. Мерой изменения упорядоченности системы служит изменение энтропии ΔS.

энтропия S – величина, пропорциональная логарифму числа равновероятных микросостояний, которыми может быть реализовано данное макросостояние. выраж в Дж\(моль К)

Тепловой эффект химической реакции не зависит от пути ее протекания, а зависит от природы и физического состояния исходных веществ и продуктов реакции.

энтропия возрастает при превращении вещ-ва из крестал. состояния в жидкое и при переходе из жидкого газообразное. . увеличения числа молекул – возрастание энтропии и наоборот.

с повыш темп-энтр. возрост. зависит от скорости проведения процесса.

Количественно зависимость между изменениями энтальпии, энтропии и свободной энергии описывается уравнением Гиббса-Гельмгольца:
ΔG = ΔH - T · ΔS

Энтальпия системы (от греч. enthalpo нагреваю), однозначная функция H состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении P, связана с внутренней энергией U соотношением
H = U + PV

факторы: Первый случай. Пусть ΔН < 0 (экзотермический процесс), а ТΔS > 0.

Тогда из формулы ΔG =ΔН – ТΔS видно, что ΔG < 0 и процесс протекает

самопроизвольно.

Второй случай. ΔН> 0 (эндотермический процесс), ТΔS < 0 и тогда

ΔG > 0. В этом случае самопроизвольный процесс не протекает, но может

протекать при затрате энергии из окружающей среды.

Третий случай. ΔН = ТΔS и тогда ΔG = 0. Наступает термодинами-

ческое равновесие в системе.

Четвертый случай. ΔН < 0 и ТΔS < 0, ΔН > 0 и ТΔS > 0. В этом слу-

чае значение ΔG зависит от того, какая из величин больше: ΔН или ТΔS.

Если ТΔS >> ΔН, то ΔG < 0; если ТΔS << ΔН, то ΔG < 0.

23. Направление химической реакции. Понятие о свободной энергии Гиббса и её изменении как движущей силы изобарного процесса. Стандартное изменение энергии Гиббса при химической реакции.

Теперь критерий самопроизволь­ности реакции и её равновесия мож­но выразить через изменение энер­гии Гиббса системы;

DG<0 — самопроизвольная реак­ция;

DG=0 — реакция находится в со­стоянии равновесия;

DG>0 — несамопроизвольная ре­акция (самопроизвольна обратная реакция).

 

Свободная энергия Гиббса — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на принципиальную возможность химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида:

В условиях постоянной температуры и давления реакции протекают самопроизвольно в сторону уменьшения энергии Гиббса

изменения :dG=dH-TdS G=H-TS TS-не может переходить в полезную энергию, является источником теплоты.

Убыль энергии гиббса определяет величину max полезной работы в обратимом процессе.