8. Энтропия химической реакции. Процессы, сопровождающиеся увеличением и уменьшением энтропии (примеры). Расчет энтропии химической реакции

Энтропия (S) – мера вероятности состояния системы (мера беспорядка в системе)

S=k*ln W Дж/к

k-константа Больцмана 1,38*10^-23 Дж/к

Самопроизвольные процессы – процессы, в которых возрастает энтропия. (Процессы от состояния с низкой W к состоянию с высокой W)

Пример самопроизвольного процесса: ΔG=ΔrH-TΔrS < 0

Энтропия реакции ΔtS

ΔtS=Σ Vпрод*Sпрод. – Σ V исх.в-в*S исх.в-в

9. Энергия Гиббса. Стандартная энергия Гиббса образования вещества. Стандартная энергия Гиббса химической реакции. Расчет стандартной энергии Гиббса химической реакции.

Самопроизвольное протекание изобарно-изотермического процесса определяется двумя факторами: энтальпийным, связанным с уменьшением энтальпии системы (ΔH), и энтропийным T ΔS, обусловленным увеличением беспорядка в системе вследствие роста ее энтропии. Разность этих термодинамических факторов является функцией состояния системы, называемой изобарно-изотермическим потенциалом или свободной энергиейГиббса (G, кДж):

Энергия Гиббса (энтропия образования Δt S) – изменение S в реакциях образования 1 моль в-ва из соответствующих простых в-в, взятых в стандартном состоянии.

Стандартная энергия Гиббса образования - изменение энергии Гиббса при образовании 1 моля в-ва в стандартном состоянии из простых в-в в стандартное состояние

Энергия Гиббса образования простого в-ва в стандартном состоянии при любой температуре равна нулю.

Расчет энергии Гиббса реакции

ΔrG= Σ ΔrG(прод) - Σ ΔrG(исх.вв)

ΔrG= ΔrH-T* ΔrS (учитывая температуру)

10. Зависимость энергии Гиббса химической реакции от температуры (энтальпий и энтропийный факторы процесса). Энергия Гиббса и самопроизвольность процесса.

Реакция возможна, если она сопровождается уменьшением изобарного потенциала; при комнатной температуре, когда значение T невелико, значение TΔS также невелико, и обычно изменение энтальпии больше TΔS. Поэтому большинство реакций, протекающих при комнатной температуре, экзотермичны. Чем выше температура, тем больше TΔS, и даже эндотермические реакции становятся осуществляемыми.

По-другому наз-ся изобарный, изотермический потенциал. Обозначается ∆G [к дж/моль]. Энергия Гиббса простых веществ=0. Энергия ∆ Гиббса при простой температуре ∆Т=0,  ∆G=∆H ⁰₂₉₈-Т∆S_298(х.р)

Физический смысл энергии Гиббса

Изменение свободной энергии равно максимально полезной работе, которую совершает система в изобарно-изотермическом процессе.

По энергии Гиббса мы можем определить самопроизвольность протекания реакции:

∆G>0 (не самопроиз-ый)

∆G=0(равновесный)

∆G<0(самопроиз-ый)

Самопроизвольность протекания реакций (2-ой закон термодинамики)

Самопроизвольным называют процесс, который протекает самопроизвольно без воздействия внешних факторов. Сущ. еще 1 функция сост.-я энтропия, которая показывает самопроизвольность протекания реакций

1850г. Клазиус - теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого тела к более нагретому. Обратный процесс можно получить, только оказав внешнее воздействие.

1896г. Больцман - в изолированной системе самопроизвольно протекают только те процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии т.е.:∆S>0 (самопроиз-ый)

∆S=0(равновесный)

∆S<0(не самопроиз-ый)

Больцман вывел систему связывающую:

S=klnW, где S — энтропия, k — постоянная Больцмана, W — число микроскопических состояний системы (термодин. вероятность).

Энтропия показывает меру хаоса, т.е. неупорядочность системы.