Влияние температуры на направление реакции. Энергия Гиббса.
Суммарное влияние энергетических и энтропийных факторов при постоянном давлении и температуре отражает изменение изотермического потенциала, который называется изменением свободной энергии Гиббса: ∆G=∆H-T∆S. Свободной энергией Гиббса называется энергия, складываемая из энергий химических связей. Знак ∆G есть критерий термодинамической вероятности самопроизвольного протекания процесса в данных условиях (p,T=const). При данных условиях могут самопроизвольно протекать только те процессы ∆G для которых меньше 0. Из уравнения видно, что можно определить направление процесса при любой температуре, но данный расчет приблизителен, т.к. не учитывается температурная зависимость энтальпии и энтропии. При низких температурах протекают главным образом экзотермические реакции. При высоких температурах главную роль играет энтропийный член уравнения, что видно на примере того, что реакции разложения сложных веществ на простые в основном протекают при высокой температуре.
Стандартной энергией Гиббса вещества называется энергия получения данного вещества при стандартных условиях. Стандартных условий на практике не существует, поэтому все расчеты с применением стандартных значений – приблизительные.
ЗДМ в кинетике: скорость реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентрации реагирующих частиц, возведенных в некоторую степень.
Химическое равновесие – такое состояние системы, что при некоторой температуре энтальпийный и энтропийный факторы совпадают, т.е ∆H=T∆S. В этом случае ∆G=0 – условие термодинамического равновесия. При термодинамическом равновесии скорость в прямом направлении равна скорости в обратном.
Энергетика химических процессов – часть химической термодинамики (часть общей термодинамики).
Энергетическое состояние химической реакции как системы описывается с использованием следующих характеристик: U-внутренняя энергия, H-энтальпия, S-энтропия, G-энергия Гиббса.
Теплота, которую получает система, идет на приращение внутренней энергии и совершение работы: Q=∆U+A. Если система не совершает никакой работы, кроме работы расширения, то Q=∆U+p∆V. Величина ∆H=∆U+p∆V при p=const называется энтальпией реакции. Т.к. внутреннюю энергию тела измерить невозможно (можно измерить только изменение ∆U), то точно так же невозможно измерить энтальпию тела – в расчетах используется изменение энтальпии ∆H.
Коллоидные системы – это высокодисперсные гетерогенные системы, характеризующиеся сильно развитой поверхностью раздела фаз
Истинный раствор – гомогенная система. Коллоидные системы – гетерогенные системы с видимым разделом фаз. Характеризуются развитой поверхностью раздела фаз. Поверхностный слой обладает большой энергией. Одним из наиболее важных следствий является то, что на поверхности частиц адсорбируются ионы, что приводит к накапливанию вокруг частиц заряда.
Коллоидный раствор – это микрогетерогенная система, состоящая из твердой дисперсной фазы (размер частиц 10-9-10-7 м) и жидкой дисперсионной среды. Структурной единицей коллоидного раствора является мицелла.
Золь - высокодисперсная коллоидная система (коллоидный раствор) с жидкой (лиозоль) или газообразной (аэрозоль) дисперсионной средой, в объеме которой распределена другая (дисперсная) фаза в виде капелек жидкости, пузырьков газа или мелких твердых частиц, размер которых лежит в пределе 10−9—10−7м