Физхимиия (ооооооооо, святой Шангин)



Скачать 189.77 Kb.
страница4/5
Дата22.01.2019
Размер189.77 Kb.
ТипЗакон
1   2   3   4   5
δAм.п.=-dH+Vdp+TdS

Рассмотрим разные так сказать варианты, когда всякие параметры постоянны (это можно вывести каким-то макаром):



  • V=const, S=const, тада δAм.п.=-dU

  • p=const, S=const, тада δAм.п.=-dH

  • V=const, T=const, тада δAм.п.=-dF

  • p=const, T=const, тада δAм.п.=-dG

Предположим, что состав системы меняется на N частиц i-го вещества.

Тогда химический потенциал этого вещества: μi=

Химический потенцивал μ вещества - частная производная термодинамической функции (обычно берется G) по массе этого вещества. В самопроизвольном процессе химический потенциал уменьшается, т. е. вещество может переходить из состояния с большим химическим потенциалом в состояние с меньшим химическим потенциалом.

Тот самый химический потенцивал на изи (так Шангин сказал) выразить из химического равновесия:

dG==0

А ещё химический потенциал можно выразить следующим образом: μ = μº + RT lnp, где μ – химический потенциал идеального газа при давлении p; μº - стандартный (при pº = 1 атм) химический потенциал газа. Значение стандартного химического потенциала зависит только от природы газа и температуры.

Ван-дер-Вааааальс предложил уравнение для реальных газов:

(P+)(V-b)=RT,

где слагаемое компенсирует давление из-за межмолекулярного притяжения, а слагаемое b представляет собой эффективный объем молекул газа. Значения a и b зависят от природы газа и определяют их из эксприментальных данных (хз как).

Делать расчеты по этой формуле - не такая уж и простая работа. Поэтому ввели величину, называемую фугитивностью или летучестью f. Она имеет размерность давления и связана с давлением реального газа следующим соотношением: , где γ – безразмерный коэффициент фугитивности, зависящий от давления и температуры.

Фугитивность – это такое давление реального газа, при котором газ ведет себя как идеальный.

Тесно связана с фугитивностью и величина активности: , где с – концентрация газа, – безразмерный коэффициент активности, зависит от с и Т. Величина активности используется не только применительно к реальным газам, но и к реальным растворам.


12. Вывод уравнения изотермы химической реакции. Термодинамические константы равновесия Кa, Кf. Практические константы равновесия Кp, Кn, Кc, Кx. Закон действующих масс. Выражение констант равновесия через мольные доли и число молей.

{Спасибо студфайлз}

Рассмотрим реакцию: aA+bB=cC+dD (T и P - const, все вещества - ид. газы)

=

=, где p - значения парциальных давлений газов

Cумма в скобке при условии=0 равна -RTln, где - константа равновесия.

Ну и с помощью всей этой уличной магии получаем уравнение изотермы химической реакции:



Если парциальное давление всех участков реакции в смеси равны единице, то -RTln

Уравнение связывает стандартное изменение энергии Гиббса химической реакции с константой равновесия. Это очень важный результат, так как можно рассчитать из термодинамический данных, а следовательно, не проводя экспериментального исследования равновесия, можно вычислить :

Так… насчет всяких там констант равновесия.

(Ладно, ты выиграл, там = лишнее)

На основании данных о фугитивности можно определить константу равновесия для реального газа так:



На основании данных об активности можно определить константу равновесия для реального газа так:



Ну и напоследок через число молей n:

Kn=

Несмотря на различия констант в различных типах химических реакций, суть у них одна: количественное определение условий равновесия в обратимых процессах.


13. Влияние давления и добавки инертных газов на равновесие. Химическое равновесие при повышенных давлениях. Константы равновесия гетерогенных реакций.

Ну тут в общем речь идет немножко о принципе Ле-Шателье: при внешнем воздействии на систему, находящуюся в равновесии, в ней происходят изменения, направленные против этих внешних воздействий.

Так вооот. В частности о давлении: при повышении внешнего давления в системе происходят изменения, которые должны приводить к уменьшению давления, что возможно за счет уменьшения объема системы. Таким образом, повышение внешнего давления смещает равновесие в сторону уменьшения числа молей реагирующих веществ.

Если в равновесную газовую смесь вводить инертный газ при постоянном объеме, то общее давление будет возрастать, т.е. инертная добавка влияет на смещение равновесия так же, как повышение давления.

Теперь про константу.

Как и в случае гомогенной химической реакции, константа гетерогенного равновесия равна отношению произведения равновесных концентраций (активностей) или парциальных давлений продуктов реакций к произведению равновесных концентраций (активностей) или парциальных давлений исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении.

Однако в уравнения констант гетерогенного химического равновесия не входят концентрации твердых веществ, участвующих в прямой и обратной реакциях. Это особенность гетерогенного химического равновесия.

Так как прямая и обратная реакции протекают на одной и той же поверхности раздела фаз, то площадь поверхности раздела фаз также не входит в уравнение константы химического равновесия.


14. Зависимость константы равновесия от температуры (Но это же 12 вопрос!!!1!). Вывод уравнения изобары (изохоры) химической реакции. Уравнение изобары как количественное выражение правила Ле Шателье. Интегрирование уравнения изобары без учета и с учетом температурной зависимости теплового эффекта [уравнение ln K = f (T)].

(Ctrl+C, Ctrl+V)

Рассмотрим реакцию: aA+bB=cC+dD (T и P - const, все вещества - ид. газы)

=

=, где p - значения парциальных давлений газов

Cумма в скобке при условии=0 равна -RTln, где - константа равновесия.

Ну и с помощью уличной магии получаем уравнение изотермы химической реакции:



Если парциальное давление всех участков реакции в смеси равны единице, то -RTln

Уравнение связывает стандартное изменение энергии Гиббса химической реакции с константной равновесия. Это очень важный результат, так как можно рассчитать из термодинамический данных, а следовательно, не проводя экспериментального исследования равновесия, можно вычислить :

Но, оказывается, это ещё не всё:



Вот с выводом этих формýл проблема - его нет… Ладно, признаюсь, мне было лень искать его.

Это была демо-версия. Петерь самое интересное. А именно уравнение изобары как количественное выражение правила Ле Шателье.

И напоследок ещё немного дичи.


С помощью уравнения изобары в интегральном виде:




15. Выражение термодинамических функций (внутренней энергии, энтальпии, энтропии, изохорной и изобарной теплоемкостей, приведенных энергий Гельмгольца и Гиббса) через сумму по состояниям.

Короче. Все вот эти штуки являются функциями состояния. Поэтому сначала поднимаешь за здоровье Фармаковской бокал виноградного сока “Добрый” (который ты вчера взял в пятерке по акции), пьешь до дна, а затем пишешь разность сумм: продукты-реагенты. Если забудешь про стехиометрические коэффициенты, то Арианда Алексеевна зарежет тебя.

Соре, искать про эту дичь (эт не о Фармаковской ес чо) в инете совсем нет желания, поэтому придумывал на ходу. Возможно, всё, что я написал, окажется правильным.
16. Понятия «фаза», «составляющие вещества», «компоненты» «термодинамические степени свободы». Условия термодинамического равновесия между фазами. Правило фаз Гиббса.

Фазой называется совокупность гомогенных частей гетерогенной системы, имеющих одинаковые химические и физические свойства и отделенные видимой поверхностью раздела.

Составляющие вещества системы - это вещества, способные существовать независимо от системы (вне её). [Эта фраза взята из тетради с лекциями]

Составляющие вещества, концентрации которых определяют состав фаз данной равновесной системы - это компоненты системы [Это тоже из лекций Шангина, так что это 100 проц пральна]

Числом степеней свободы гетерогенной системы называется писло число параметров, которое можно пинать менять, не нарушая состояние равновесия, т.е. не меняя число и природы фаз.

Основным условием термодинамического равновесия между фазами является равенство химических потенциалов фаз. Также все фазы должны иметь одинаковую температуру твоего пукана и давление (нет, не то давление, которое оказывает на тебя, чертов перфекционист, ассиметричная надпись на фасаде гука).



Термодинамическое правило фаз Гибббббса: для системы, на которую из внешних факторов влияют только температура и давление, число степеней свободы (С) равняется числу компонентов (К) плюс два (+2), минус число фаз (Ф): C = K + 2 – Ф [2 – это число независимых параметров (P, T)]
17. Вывод, анализ и интегрирование уравнения Клапейрона-Клаузиуса. Применение правила фаз к разбору диаграмм состояния однокомпонентных систем. Диаграммы состояния воды, Диаграммы состояния воды при высоких давлениях. Стабильные и метастабильные состояния.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница