Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Максимальная работа реакции и ее связь с константой равновесия





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Возможность протекания той или иной химической реакции, степень ее развития в данных физических условиях и полнота завершенности при достижении ею химического равновесия зависят от способности веществ взаимодействовать друг с другом.

Способность различных веществ взаимодействовать между собой с образованием новых соединений называется химическим сродством. Причинами, вызывающими химическое сродство, являются взаимодействия различного вида. Поскольку непосредственно измерить величину этих сил нельзя, о них судят по совершенной ими работе.

Наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к критерию химического сродства, максимальная работа, то есть изменение изотермных потенциалов. По физическому смыслу максимальной работы реакции ее можно представить как величину той энергии, которую следует приложить к системе, чтобы остановить реакцию, то есть, чтобы преодолеть силы химического сродства.

Поскольку величина максимальной работы выражается изменением соответствующих изотермных потенциалов, она не зависит от пути, по которому протекает реакция, а лишь от свойств реагирующих веществ их начального и конечного состояний. Естественно, что в состоянии равновесия реакция не совершает полезной работы. Чем больше концентрации реагирующих веществ отличаются от равновесных и чем дальше от состояния равновесия находится данная реакция, тем большую работу она может совершить.

Величина максимальной работы реакции зависит от соотношения концентраций реагирующих веществ и определяет величину константы равновесия реакции.

Допустим, что реакция между газообразными веществами А, В, С, D протекает по уравнению

aA + bB = cC + dD + Q

В зависимости от начальной концентрации реагирующих веществ, температуры и давления эта реакция может протекать как в прямом, так и в обратном направлении.

Если все реагирующие вещества подчиняются закону идеального газа (PV = RT), то уменьшение изобарно-изотермного потенциала – G, которое наблюдается при протекании реакции до состояния химического равновесия, может быть выражена таким уравнением. (Без доказательства).

, где (10.1)

– константа равновесия, выраженная через равновесные парциальные давления

– соотношение парциальных давлений, при которых газы вступили в реакцию, то есть начальные условия.

Но так как согласно ранее изложенному , то максимальная работа равна изменению изобарно-изотермного потенциала реагирующих веществ

(10.2)

В зависимости от соотношений между Кр и , реакция может развиваться в прямом или в обратном направлении. Выражение (10.2), связывающее максимальную работу реакции с константой равновесия и начальными парциальными давлениями реагирующих веществ, называется уравнением изотермы реакции или уравнением изотермы Вант-Гоффа. Согласно этому уравнению максимальная работа может достигать различных значений в зависимости от начальных и конечных парциальных давлений реагирующих веществ, поэтому для оценки химического сродства максимальную работу реакции нужно сравнивать при одинаковых начальных и конечных парциальных давлениях реагирующих веществ. Отсюда вытекает понятие нормального сродства.

Уравнение нормального сродства реагирующих веществ можно записать, если положить парциальные давления всех веществ равными единице:

ат, тогда

(10.3)

или при исходных концентрациях веществ

моль/л

(10.4)

Следует иметь в виду, что расчеты по уравнениям изотермы реакции достаточно точны лишь для идеальных газов или идеальных растворов.

Уравнение изотермы реакции широко применяется в физической химии, так как оно позволяет дать количественную оценку химического средства веществ, а также судить о возможности протекания той или иной реакции. При этом если результат положительный, вещества могут взаимодействовать друг с другом, если отрицательный – не взаимодействуют. Если для заданных условий известны величины или , из уравнения изотермы реакции можно определить также численные значения константы равновесия.

Контрольные вопросы:

1. Что называется гомогенной системой? Как можно выразить закон действующих масс применительно к этой системе?

2. Что такое гетерогенная система? Закон действующих масс для гетерогенной системы.

3. Проанализируйте уравнение изотермы реакции Вант-Гоффа. Что такое уравнение нормального сродства?

4. Какова зависимость константы равновесия реакции от давления?

5. Как зависим константа равновесия реакции от температуры?


Лекция 7 —Химическое равновесие в гомогенной и гетерогенной системе. Принцип Ле Шателье. Явления в жидких средах и на поверхности раздела фаз. О химическом сродстве элементов к кислороду.

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.