15. Тепловые эффекты химических реакций и фазовых превращений. Закон Гесса. Термохимические расчеты.

Тепловой эффект химической реакции. Изменение энергии системы при протекании в ней химической реакции при условии, что система не совершает никакой другой работы, кроме работы рас­ширения, называется тепловым эффектом химической реакции.

Закон Гесса: Тепловой эффект процесса не зависит от промежуточных стадий, определяется лишь начальным и конечным положением состояния системы. Закон Гесса широко используется для термодинамических расчетов при этом к обычной химической реакции добавляют член указывающий на тепловой эффект реакции, такие хим. Реакции получили название термохим. ур-ий. Широкое применение закона Гесса основано на том, что с термохим. ур-ями можно оперировать также как и с алгебраич. Вследствие закона Гесса тепловой эффект хим. Реакции равен разности теплообразования продуктов реакции и исходных веществ. Теплотой образования веществ называется теплота которая выделяется или же поглощается при образовании 1 моля вещества из простых веществ. Теплоту обр. простых веществ условно приним. За 0.

16. II закон термодинамики. Энергия Гиббса. Энтропия.

Энтропия (S) – мера неупорядоченности состояния системы. W – число микросостояний системы, термодинамическая вероятность. S=RlnW. В отличие от других термодинамических функций, можно определить не только изменение, но и абсолютное значение. При абсолютном нуле энтропия идеального кристалла равна нулю. Энтропия растёт по мере повышения температуры.

Второй закон термодинамики: самопроизвольно протекают только те реакции, которые сопровождаются увеличением энтропии.

Второй закон термодинамики имеет несколько формулировок. Для систем, которые не обмениваются с окружающей средой ни энергией, ни веществом (изолированные системы), второй закон термодинамики имеет следующую формулировку: в изолированных системах самопроизвольно идут только такие процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии:. dS> 0.

Второй закон термодинамики имеет статистический характер, т.е. справедлив лишь для систем, состоящих из очень большого числа частиц.

Системы, в которых протекают химические реакции, не бывают изолированными, так как они сопровождаются изменением внутренней энергии системы (тепловым эффектом реакции), т.е. система обменивается энергией с окружающей средой. Химические реакции могут протекать самопроизвольно и без возрастания энтропии, но при этом увеличивается энтропия окружающей среды. Например, химические реакции в организме любого существа сопровождаются уменьшением энтропии (происходит упорядочение системы). Однако организм получает энергию из окружающей среды (пища, воздух). Получение пищевых продуктов сопровождается возрастанием энтропии окружающей среды, т.е. жизнь каждого существа связана с возрастанием энтропии.

Однако, если в системе протекает химическая реакция, то система обменивается энергией с окружающей средой, т.е. не является изолированной. Химические реакции обычно сопровождаются изменением Как энтропии, так и энтальпии.

Энергия Гиббса (G) – термодинамическая функция состояния системы (кДж/моль), характеризует протекание процесса при постоянном давлении и при постоянной температуре. Величина энергии Гиббса численно равна работе совершающей при этом переходе за вычитом работы против внешних сил давления. Все сис-мы стремятся приобретать наименьшую энергию, т.е. стремятся к равновесному состоянию. Все хим. Процессы протекают до равновесного состояния. Если изменения состояния равновесия не будет=> превращений не будет. Энергия Гиббса в равновесном состоянии равна 0, если процесс протекает, то изменение энергии Гиббса будет происходить в сторону убыли энергии Гиббса.

G = H – T*S

G = G_кон - G_нач

G = - R*T *lnK_равн ; (Т= H/S) –равновесная температура.

G = -z*F*E

Если G<0, то реакция может протекать самопроизвольно.