18. Напрвление осущ-ния хим р-ций.Энтропия. Энергия Гиббса.

Энтропия – мера беспорядка в системе(табличная вел-на). S=RlnW, где W-темодинам вероят-ть. Если в-ва нах-ся в сост идеал прв кристалла при 0К, S=0(W=1)

S_тв<S_жид<S_газ

аА + bB = cC + dD ∆S^o₂₉₈ = [cS^o_298.C + dS^o_298.D ] – [aS^o_298.A + bS^o_298.B] Изменение энторпии есть разность сумм энтропий получ эл-ов и суммы энтропий исх эл-в, с учетом стехометрических коэф-ов

Каждый из процессов зависит от природы в-в и услов процесса(тем-ра, давление, концен-ция и тд) Сравнивая прцессы можно опр-ть направление прцеса:1) энтальпийный фактор ∆Н<0 →образ связей 2) энтропийный фактор ∆S>0 → разрыв связей, 3)хим равновес достигает при: ∆H=T∆S

Разница м/у ∆H и T∆S наз-ся энергией Гиббса.∆σ=∆H-T∆S

Свобод эн-гия обр-ния 1 моль слож в-ва из прост в-в при стандарт усл наз-ют стандарт свобод энергией Гиббса.(это табл величина)

аА + bB = cC + dD 1) при станд ус-ях ∆G = [c∆G^o_{298 обр С} + d∆G^o_{298 обр D}] - [a∆G^o_{298 исх} + b∆G^o_{298 исх} ] 2) при Т: ∆G^o_T = ∆H^o_T + T∆S^o_T ∆H^o_T ≈ ∆H^o₂₉₈; ∆S^o_T ≈ ∆S^o₂₉₈; ∆G^o_T ≈ ∆H^o₂₉₈ - T∆S^o₂₉₈ 3) при нестанд условиязх (по P или η) ∆G^o_T = ∆G^o_T + RTlnQ; Q = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b; Q = P^c_C P^d_D / P^a_A P^b_B (парц Р реагентов А,В,С,D)

Условно принято, что свободная энергия образ устойчивых модификаций простых в-в при станд усл равна 0(Н₂, О₂,Fe,C(графит)

Прямая реакция - G<0,обратная - G>0, G=0- равновесие

19. Понятие о скорости реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции. Влияние концентраций на скорость реакций.

Под скоростью химической реакции понимают изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени или образующихся веществ в единицу времени.

Различают реакции, протекающие в гомогенных и гетерогенных системах. В случае гомогенных систем реагирующие вещества находятся в одной фазе, а в гетерогенных – в разных. Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ, концентрации, давления, температуры и присутствия катализаторов.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ в гомогенной системе выражается законом действующих масс: при данной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, причем каждая из концентраций взята в степени, равной коэффициенту перед формулой этого вещества в уравнении реакции. В общем виде для реакции:

aA + bB = cC + dD

V = k[A]^a[B]^b,

где [A] и [B] – молярные концентрации реагирующих веществ;

а и b – стехиометрические коэффициенты; k – коэффициент пропорциональности, называемый константой скорости реакции.

Так, для реакции 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O

V = k[NH₃]⁴[O₂]⁵

В случае реакции, протекающей в гетерогенных средах, скорость реакции зависит только от веществ, находящихся в газовой или жидкой фазах.

С + O₂ = CO₂; V = k[O₂]

Fe + CuCl_2(р-р) = FeCl_2(р-р) + Cu;

V = k[CuCl₂]

От давления зависит только скорость тех реакций, которые протекают с участием газообразных веществ.

Зависимость скорости реакции от температуры наиболее просто описывается правилом Вант-Гоффа: при изменении температуры на каждые десять градусов скорость реакции изменяется в 2-4 раза. Математическое выражение этого закона:

V(t₁) = V(t₂)y,

где V(t₁) и V(t₂) – скорости реакции при температурах t1 и t2;

y - температурный коэффициент скорости химической реакции.