Типи реакцій та умови їх протікання в залежності від

ΔН, ΔS, ΔG

Тип реакції	Знак			Принципова можливість і умови протікання реакції
	ΔН	ΔS	ΔG
1	-	+	-	Можлива при любій температурі
2	+	-	+	Принципово неможлива
3	-	-	- +	Можлива при низьких температурах
4	+	+	+ -	Можлива при високих температурах

Таким чином, використовуючи ізобарно-ізотермічний потенціал (енергію Гіббса), можна отримати відповідь на питання принципової можливості самодовільного протікання того чи іншого процесу в певному напряму. Це дає можливість керувати складними технологічними процесами і досягати запланованих результатів (табл.1.2).

6. Розрахунок термодинамічних потенціалів в хімічних реакціях

В виробничих або лабораторних умовах частіше зустрічаються процеси, що йдуть при постійних Р і Т, тому для встановлення можливості протікання процесу необхідно визначити значення ΔG.

Для розрахунку ΔG в хімічних реакціях користуються рівнянням:

ΔG = Σ (ΔG_звор.) _{кінц __} - Σ (ΔG_{звор.) вих.}

Де ΔG_звор – зміна ізобарного потенціалу при утворенні з’єднань з простих речовин.

Значення ΔG_звор сильно залежить від температури, тому розрахунки ведуть для стандартних умов, що дозволяє одержати значення ΔG, які можна порівняти.

Стандартними умовами вважається тиск Р = 101,3 кПа і температура 25^оС (298 К).

Величину ΔG_звор. при стандартних умовах прийнято позначати як: ΔG^о₂₉₈, для більшості речовин вона відома і приведена в довідниках.

Приклад розрахунку:

Розрахувати ΔG^о₂₉₈, для реакції:

СО_{2 (г)} + 2Н₂О_(р.) = СН_{4 (г)} + 2 О_{2 (г)}

і на основі одержаних даних визначити принципову можливість реакції.

З довідника візьмемо стандартні потенціали утворення речовин, що приймають участь в реакції:

СО_{2 (г)} ΔG^о₂₉₈ = - 394,64 кДж/моль,

Н₂О_(р.) ΔG^о₂₉₈ = - 237,4 кДж/моль

СН_{4 (г)} ΔG^о₂₉₈ = - 50,85 кДж/моль

О_{2 (г)} ΔG^о₂₉₈ = 0

Розв’язок:

ΔG = Σ (ΔG_звор.) _{кінц __} - Σ (ΔG_{звор.) вих.}

ΔG^о₂₉₈ = (ΔG^о_СН4 + 2∙ΔG^о₀₂) - (ΔG^о_СО2 + 2 ΔG^о_Н2О)

ΔG^о₂₉₈ = (-50,85 +0) – (-394,64 +2∙(-237,4)) = - 50,85 – (-394,64 – 474,8) = - 50,85 + 394,64 + 474,8 = - 50,85 + 869,44 = 818,59 (кДж/моль).

Таблиця 1.3

Термодинамічні властивості деяких речовин

Одержана зміна ізобарного потенціалу ΔG^о₂₉₈ має досить велике позитивне значення. Тому можна стверджувати, що ця реакція при стандартних умовах неможлива, можлива зворотна реакція. Але зробити такий висновок для інших умов неможливо. Зміна ізобарного потенціалу речовин, які приймають участь в реакції, залежить від температури (ΔG=ΔН – ТΔS), причому ця залежність для різних речовин неоднакова. Це може привести до того, що при Т = 298 К ΔG > 0, тобто реакція принципово неможлива, а при другій температурі ΔG < 0 і тоді можна говорити про можливість даної реакції.