Гибс енергия
За да се реши един от основните проблеми на химичната термодинамика - създаването на фундаменталната възможността за спонтанен процес - трябва да имате обективен количествен критерий. Беше показано, че действието на В-Lami в различни процеси (включително химически) са двата конкурентни тенденции или две противоположни фактори:
1. енергия или енталпия поради аспирационна система NE -rate в състояние с най-ниската енергия, например за р = CONST нисш ен talpiyu (АН<0);
2. Структурна или ентропия поради аспирационна система преминаване към държавата с максимална степен на заболяването, а именно увеличаване Entre Pius (ΔS> 0).
Ако реакцията не се променя степента на разстройство (ΔS = 0), процесът се определя от енталпия на смяна на посоката и процесът преминава спонтанно в посока на намаляване на енталпия (АН<0).
Ако процесът протича без промяна в енталпията (АН = 0), факторът определяне реакция проводим посока е ентропията и процесът ще спонтанно към неговото увеличение (ΔS> 0).
Ако едновременно се променя и енталпия и ентропия, посоката на свободна samoproiz на процеса се определя от общата движеща сила на реакцията. Самодиагностика-произволно реакция настъпва в посоката, в която общата продължителност на движеща сила система ще бъде намалена.
С оглед на едновременното действие на тези два противоположни фактори като движеща сила (състояние функция) на реакциите протичат при постоянна темпера-кръг и налягане, е Gibbs енергия (G), наречен също изобарно-изотермично потенциал или свободна енергия.
Като критерий за определяне на посоката на спонтанни химични процеси (за Р = конст използва Gibbs енергия промяна ΔG или
В зависимост от знака на нейната промяна, има три възможности.
1. ΔG <0, реакция термодинамически возможна.
При постоянна температура и налягане, химически реакции възникват спонтанно само в посока на намаляване на Гибс енергия в системата (ΔG <0).
Тази позиция е свързана с принципа на минимална енергия в основата на втория закон на термодинамиката, една от които предвижда формулировки:
"Heat не може да се движи независимо от по-малко нагрява до повече нагрява тялото спонтанно само възможно обратен процес".
2. ΔG> 0, реакцията е термодинамично невъзможно;
3. ΔG = 0, термодинамично възможно както директен и обратен реакция.
Без промяна на Гибс енергия е термодинамична условие за създаването на химически равновесие в системата за реакция.
Гибс енергия, свързана с енталпия, ентропия и температурата, както следва:
Gibbca енергия на климата (ΔG), когато това се изписва така:
От уравнение 1.28 следва, че възможността за поява на спонтанни химически повторни действия в зависимост от съотношението на стойността на? H и TΔS. В този случай, има четири основни случая:
1. Ако? Н <0, а 𝛥S> 0, Gibbca енергия винаги ще бъде отрицателна стойност (ΔG <0). Такие реакции термодинамически возможны при любой температуре.
2. Ако? H> 0 и ΔS <0, то всегда 𝛥G> 0. Такава реакция е термодинамично възможно при всички температури.
3. Ако H> 0 и S> 0, реакцията е възможно само при високи температури, когато? | ? H | <| Т𝛥S |.
4. Ако? Н <0 и 𝛥S <0, то реакция возможна при низких температурах, когда | 𝛥Н |> | TΔS |.
За различни термодинамични изчисления, както в случая на други термодинамични функции въведена специална концепция: стандарт енергия Gibbca OB mations вещество (ΔG ° obr.298). Това - Гибс енергия промяна в реакция, OD-ЛИЗАЦИЯ мол от съединение с прости вещества съответните когато всички участващи vesche-TION е в стандартната състояние и реакцията се провежда при стандартни условия (от обикновено се измерва в кДж / мол). В този случай:
Стандартната Gibbs енергия на образуване на прости вещества обикновено се приема като нула.
Запитванията са обикновено стойностите на стандартните Гибс енергийни залежи на образователни материали на 298 К. Знаейки стойностите на? H и ΔS, можете да се изчислят стойностите ΔG настроени към други температури и съответно невъзможно да се предвиди възможност или възможност за непреднамерено потока реакция.
Gibbca енергия е функция на държавната система. Следователно, промяната му през определен химична реакция зависи от естеството на физическото или състоянието на агрегация на изходните материали и реакционните продукти, тяхното количество и не зависи от етапите на междинни-точно реакционни или начина, по който тази реакционна система достигат до краен , т.е.
В сумиране трябва да вземе предвид броят на моловете (о) от всички, произтичащи от вещества.
Пример 1. Изчислете
