 |
Энергия Гиббса. Критерии самопроизвольного протекания процессов в закрытых системах. Расчёт стандартной энергии Гиббса химической реакции
|
|
|
|
Энергия Гиббса — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции.
Классическим определением энергии Гиббса является выражение
G = U-TS+pV,
(где U — внутренняя энергия, P — давление, V — объем, T — абсолютная температура, S — энтропия.)
Так как энергия Гиббса зависит от энтропии и энтальпии следующим образом:
ΔrG= ΔrН - TΔrS
(где Н - энтальпия, S - энтропия, Т - температура, то самопроизвольному протеканию процесса способствуют уменьшение энтальпии и увеличение энтропии системы.)
Критерии самопроизвольного протекания процессов в закрытых системах: в закрытых системах при постоянных давлении и температуре самопроизвольно протекают процессы, сопровождающие уменьшение энергии Гиббса.
Под стандартной энергией Гиббса образования ΔG°, понимают изменение энергии Гиббса при реакции образования 1 моль вещества, находящегося в стандартном состоянии. Это определение подразумевает, что стандартная энергия Гиббса образования простого вещества, устойчивого в стандартных условиях, равна нулю.
При пользовании значениями стандартной энергии Гиббса критерием принципиальной возможности процесса в нестандартных условиях принимается условие ΔG° < 0, а критерием принципиальной невозможности — условие ΔG° > 0. В то же время, если стандартная энергия Гиббса равна нулю, это не означает, что в реальных условиях (отличных от стандартных) система будет в равновесии.
ЗАДАЧА
19) Основные понятия химической кинетики. Элементарные и сложные реакции. Механизм реакции. Скорость гомогенной химической реакции. Факторы влияющие на скорость реакции.
Химическая кинетика- раздел химии, изучающий скорости протекания химических процессов и их механизмы
|
|
|
Механизмом реакции называют совокупность элементарных стадий из которых складывается химическая реакция
Элементарный- называют реакцию которая осуществляется путём непосредственного превращения реагентов в продукты реакции в одну стадию
Молекулярность реакции – число молекул реактивов, участвующих в элементарном акте химического превращения
Реакции бывают: Мономолекулярные, Бимолекулярные, Тримолекулярные
Мономолекулярные реакции- элементарном акте участвует одна молекула
A ->B
A -> B+C
Бимолекулярные реакции- в элементарном акте участвуют две молекулы реагента
A+B -> AB
A+B ->C+D
Тримолекулярные реакции- участвуют 3 молекулы
A+B+C ->P
Гомогенными –называют реакции протекающие в одной фазе
Гетерогенными- называют реакции между веществами, находящимися в разных фазах
Скорость гомогенной реакции: y1A+y2B=y3D+y4F
Где у-ню
Скорость реакции по итовому компоненту называется изменение молярной концентрации i-ого компонента в еденицу времени.
ri=+/- (dCi)/(dt)
Знак + ставится если скорость определяется по продукту реакции
Знак – ставится если скорость определяется по исходному веществу
Факторы влияющие на скорость реакции:
· Концентрации реагирующих веществ
· Температура
· Давление
· Наличие в системе специфических веществ, которые могут ускорить реакцию
· Различные физические воздействия
J 20) Основной закон химической кинетики (Кинетический закон действующих масс). Кинетическое уравнение реакции Константа скорости реакции. Порядок реакции и молекулярность реакции. Размерность константы скорости реакции.
Закон действующих масс в кинетической форме (основное уравнение кинетики) гласит, что скорость элементарной химической реакции пропорциональна произведению концентраций реагентов в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.
|
|
|
Формулировка: Скорость реакции в которой момент времени при постоянной температуре пропорционально произведению концентраций реагирующих веществ, возведённых в некоторой степени.
y1A+y2B=y3D+y4F
r=kCa^n*Cb^m
где к- коэффициент пропорциональности
Кинетическое уравнение реакции – математическое уравнение описывающие зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ
Если реакция протекает последовательно через несколько гомогенных или гетерогенных элементарных стадий, то суммарная скорость всего процесса определяется самой медленной его частью, а молекулярность заменяется порядком реакции – формальным показателем при концентрации реагирующих веществ. Поэтому весь процесс в целом лучше характеризует порядок реакции.
Const скорости химической реакции численно равна скорости при концентрации реагирующих веществ равных 1
Показатель степени при концентрации реагента называется частным порядком реакции
Сумма частных порядков реагента называется общим порядком реакции
Влияние температуры на скорость реакции. Температурный коэффициент скорости реакции. Уравнение Аренниуса. Энергия активации.
Температурный коэффициент скорости реакции Ω-лямда это число показывающие во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры на 10 градусов С
Ω= (rt+10)/(rt)=(Kt +10)/Kt
Если известна скорость реакции при температуре t1 и известен температурный коэффициент Ω то скорость реакции по t2 можно скорость реакции определить по данному уравнению
rt2=rt1*Ω
Уравнение Аренниуса: k=*e^(-Ea)/(Rt)
Ea- опытный энергии активации
T- Абсолютная температура
R- Универсальная газовая постоянная
е- оснвание натурального логарифма
А- предэкспанетуальный множитель
Энергия активации представляет собой избыток по сравнению со средней энергии молекул при данной температуре, необходимой для того чтобы реагирующие частицы могли вступить в реакцию
A+B -> D+F
|
|
|
