Энергетика химических процессов — страница 6

  • Просмотров 699
  • Скачиваний 13
  • Размер файла 83
    Кб

химических реакций в целом изменение энтропии будет . Об изменении энтропии в химической реакции можно судить по изменению объема в ходе реакции: , и ; и . Если в реакции участвуют только твердые и образуются только твердые вещества или число молей газообразного вещества не изменяется, то изменение энтропии в ходе ее очень незначительно. В стандартных условиях энтропия простого вещества не равна нулю. III закон термодинамики:

энтропия чистых веществ, существующих в виде идеальных кристаллов при температуре 0 К, равна нулю. Стремление системы к возрастанию энтропии называют энтропийным фактором. Этот фактор тем больше, чем выше температура. Количественно энтропийный фактор оценивается произведением Т·. Стремление системы к понижению потенциальной энергии называют энтальпийным фактором. Количественно эта тенденция системы выражается через

тепловой эффект процесса, то есть значением . Самопроизвольно, то есть без затраты работы извне, система может переходить из менее устойчивого состояния в более устойчивое. В химических процессах одновременно действуют две тенденции: стремление частиц объединиться за счет прочных связей в более сложные, что уменьшает энтальпию системы, и стремление частиц разъединяться, что увеличивает энтропию. Иными словами, проявляется

действие двух прямо противоположных факторов – энтальпийного () и энтропийного (Т·). Суммарный эффект этих двух противоположных тенденций в процессах, протекающих при постоянных Т и р, отражает изменение энергии Гиббса G (или изобарно–изотермического потенциала): . Характер изменения энергии Гиббса позволяет судить о принципиальной возможности или невозможности осуществления процесса. Условием принципиальной возможности

являются неравенство: (условие самопроизвольности). Иными словами, самопроизвольно протекают реакции, если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном. Увеличение энергии Гиббса () свидетельствует о невозможности самопроизвольного осуществления процесса в данных условиях. Если же , то система находится в состоянии химического равновесия. В соответствии с уравнением самопроизвольному протеканию

процесса способствует уменьшение энтальпии и увеличение энтропии системы, то есть когда и . При других сочетаниях и возможность процесса определяют либо энтальпийный, либо энтропийный фактор. Рассмотрим две следующие реакции: 1) ; 2) . Первая реакция экзотермическая, протекает с уменьшением объема. Возможность этой реакции () определяется действием энтальпийного фактора, которое перекрывает противодействие энтропийного