energie Gibbs
Pentru a rezolva una dintre problemele majore ale termodinamicii chimice - stabilirea posibilității fundamentale de proces spontan - trebuie să aibă un criteriu cantitativ obiectiv. Sa arătat mai sus că acțiunea B-Lami în procese diferite (inclusiv chimice) sunt cele două tendințe concurente sau doi factori opuși:
1. Energia sau Entalpia datorită aspirației sistemului ne -rata în starea cu cea mai mică energie, de exemplu, pentru p = const inferior ro talpiyu (AH<0);
2. structurală sau entropie datorită sistemului de comutare de aspirație la starea cu gradul maxim de tulburare, adică, crește Entre Pius (ΔS> 0).
Dacă reacția nu modifică gradul de tulburare (ΔS = 0), procesul este determinat de entalpia schimbarea direcției și procesul trece spontan în direcția scăderii entalpiei (AH<0).
Dacă procesul are loc fără modificarea entalpiei (= 0 A H), factorul definitoriu reacția conductive-direcție este entropie, iar procesul se va spontan spre creșterea acestuia (ΔS> 0).
Dacă modificați simultan și entalpiei și entropiei, direcția de liber-samoproiz a procesului este determinată de forța totală de conducere a reacției. reacția-SELF TEST-arbitrar are loc în direcția în care puterea totală acumulată sistem de conducere va fi redus.
Având în vedere acțiunea simultană a acestor doi factori opuși asemenea forță motrice (funcția de stat) la reacțiile ce decurg la o constantă tempera-rotund și presiune, este energia Gibbs (G), de asemenea, numit potențial izobară-izoterm sau energia liberă.
Ca un criteriu pentru determinarea direcției proceselor chimice spontane (pentru p = const folosit Gibbs schimbarea de energie sau AG
În funcție de semnul schimbării sale, există trei posibilități.
1. AG <0, реакция термодинамически возможна.
La temperatură și presiune constantă, reacțiile chimice apar spontan numai în direcția reducerii energiei Gibbs în sistem (AG <0).
Această poziție este asociat cu principiul energiei minime care stă la baza a doua lege a termodinamicii, dintre care unul prevede formulări:
„Heat nu se poate mișca independent de o mai puțin încălzită la un corp mai încălzit spontan numai posibil proces invers“.
2. AG> 0, reacția este termodinamic imposibilă;
3. = 0 AG, termodinamic posibilă atât directă, cât și reacția inversă.
Nici o schimbare a energiei Gibbs este o condiție termodinamic pentru stabilirea echilibrului chimic în sistemul de reacție.
energia Gibbs asociată cu entalpie, entropie și temperatura după cum urmează:
schimbarea de energie Gibbca (AG), atunci când acest lucru este scris ca:
Din ecuația 1.28 rezultă că posibilitatea apariției spontane a re-acțiuni chimice în funcție de raportul dintre valoarea lui H și TΔS. În acest caz, există patru cazuri principale:
1. Dacă? H <0, а 𝛥S> 0, energia Gibbca va fi întotdeauna o valoare negativă (AG <0). Такие реакции термодинамически возможны при любой температуре.
2. Dacă? H> 0 și ΔS <0, то всегда 𝛥G> 0. O astfel de reacție este termodinamic posibilă la toate temperaturile.
3. Dacă H> 0 și S> 0, reacția este posibilă numai la temperaturi ridicate, când? | ? H | <| Т𝛥S |.
4. Dacă? H <0 и 𝛥S <0, то реакция возможна при низких температурах, когда | 𝛥Н |> | TΔS |.
Pentru diverse calcule termodinamice ca și în cazul altor funcții termodinamice introdus concept special: energie standard Gibbca substanță mations ob (° obr.298 AG). Aceasta - schimbarea energiei Gibbs în reacția de formare od-TION mol dintr-un compus de substanțe simple, relevante, atunci când toate participante vesche-TION este în stare standard, iar reacția are loc în condiții standard (de obicei, se măsoară în kJ / mol). În acest caz:
Energia standard, Gibbs a formării de substanțe simple, considerate în mod convențional ca fiind zero.
Referințele de obicei sunt valori ale depozitelor standard de energie Gibbs de materiale educaționale la 298 K. Cunoașterea valorilor? H și ΔS, puteți calcula valorile AG-stabilite la alte temperaturi și în consecință, imposibil de prezis o oportunitate sau posibilitatea de a accidentală a fluxului de reacție.
energia Gibbca este o funcție a sistemului de stat. Prin urmare, modificarea acestuia în timpul unei anumite reacții chimice depinde de natura fizică sau starea de agregare a materiilor prime și a produselor de reacție, cantitatea lor și nu depinde de etapele intermediare de reacție-precise sau modul în care acest sistem de reacție a ajuns la finit de stat , și anume
În însumarea trebuie să țină seama de numărul de moli de (v) a tuturor substanțelor implicate.
Exemplul 1. Se calculează
