15. Тепловые эффекты процессов. Закон Гесса.

Закон Гесса называют также законом независимости теплового эффекта реакции. «Если из заданных исходных веществ , взятых при обинаковых условиях, можно получить одни и те же конечные продукты реакции различными путями, то тепловой эффект химической реакции не зависит от пути осуществоения». Закон Гсса справедлив для теплот таких процессов, в которых теплота являеться функцией состояния, в том числе для изохорного и изобарного процессов. На основании закона Гесса может быть ыфчеслен не только тепловой эффект реакции, но также теплоты образования веществ, которые не могут быть получены в чистом виде.

Если в общем случае протекает реакция, описываемая общим уравнением:

a₁A₁ + a₂A_{2 +…..+}a _iA_i = b₁B₁ + b₂B_{2 +…..+}b _jB_j   (1)

то тепловой эффект реакции, Вычесленный для стандартных условий равен :

 

 

 

 

В этом уравнение символ j – относится к продукту реакции, а i- к исходному веществу.

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм стандартных теплот образования продуктов реакции, помноженных а соответствующие стехиометрические коэффициенты, и сумм стандартных теплот образования исходных веществ, помноженных на соответствующие стехиометрические коэффициенты.

Как энтальпия, так и внутренняя энерия, зависят от температуры. Поэтому, если руакции проводятся при различных условиях, то сравнивать их теплоты недьзя. Для этого нужно либо привести условия проведения различных реакций к одинаковым условиям, либо ввести стандартные условия изменения, при которых проводить сравнение  теплот всех процессов. В качестве стандартных условий ы термодинамике принемают:

1)      Давление, p=1 атм.= 101300Па;

2)      Температуру выражают только в градусах Кельвина. Стандартная термодинамическая температура равна T=298 К.

3)      Стандартное количество вещества равно 1моль

4)      Стандартные теплоты образования всех элементов в стандартном состоянии при стандартных условиях тождественно принимаються равными нулю.

5)      В термодинамике выделяющуюся теплоту, т.е. теплоту экзотермического процесса обозначают со знаком минус (∆H<0), а поглощаемую теплоту ,т.е. теплоту эндотермического процесса, со знаком плюс (∆H<0).

 

 

16. Химическое сродство.

В рамках 1-ого закона термодинамики возможно сост. Энергетических балансов термохимических процессов, но не может быть рассмотрен вопрос о направлении в котором они могут протекать. Следовательно второй закон термодинамики поможет нам. В природе самопроизвольно протекают процессы от высшего потенциала к низшему. 

Для химических процессов движения силой является изменение свободной энергии- Энергии Гиббса

G = H - TS= V+ pV - TS

И определяется суммой двух вкладов в соответствующие уравнение Гиббса

∆G= ∆H-T∆S     (1)

Анализируя уравнение можно сделать вывод, что движущая сила процесса состоит из 2-х составляющих:

1. Стремление перейти в состояние с наименьшей энергией и выделить ________ при каком переходе. 

 ( т.е. понизить ЭНТАЛЬПИЮ системы)

(∆H<0)

2. Стремление перейти в наиболее вероятное состояние с максимально допустимой в данных условиях __________ беспорядка.

(∆S>0)

Однозначное условие осуществления химического процесса,т.е. возможность проникновения реакции в прямом направление без затраты работы при PT=const,    ∆G<0  (2)

Таким образом, примерным направлением процесса или мерой химического средства является убывание G,т.е.  отрицательная величина ∆G.

Для процессов VT=const аналогично критерием направления процесса является убывание энергии Гиббса

F = V-TS , т.е.

 ∆F <0

 Числовые значения ∆S , а следовательно ∆G и V зависят от концентрации реагирующих веществ. Поэтому необходимо характерное влияние t⁰  на данный процесс , а также для сравнительного анализа различных реакция обычно выбирают ___________________ в которых концентрация каждого вещества =1.

Значит ∆G в этом случае принимает обозначение ∆G⁰