Химический потенциал

В дальнейшем нас в основном будут интересовать химические реакции, изменяющие состав самой системы.

В таких случаях

число молей всех составных частей системы.

– означает постоянство масс всех компонентов, кроме i–го.

Частная производная свободной энергии Гиббса по числу молей компонента называется химическим потенциалом.

Химический потенциал в дифференциальном виде

Типичная кривая зависимости химического потенциала от концентрации для разбавленных растворов на рисунке.

С увеличением С, одинаковым ее приращениям соответствуют все меньшие приращения химического потенциала.

Установлено, что при малых изменениях концентрации

из которого вытекает, что одно и то же приращение приведет при большой концентрации С к меньшему изменению , чем при малой.

Разность химических потенциалов является величиной относительной, поэтому «нулевой уровень» потенциала при данных T и P можно выбрать произвольно. В данном случае несущественно с какого нулевого уровня ведется отсчет, а важна разность между конечными и начальными значениями.

– стандартный химический потенциал.

Рассмотрим систему, состоящую из двух фаз, между которыми распределен интересующий нас компонент. Переход массы dn из первой во вторую фазу вызовет изменение потенциала dG.

В равновесии

Равенство химических потенциалов это условие равновесия перехода компонента из фазы I в фазу II.

В отсутствие равновесия . Самопроизвольный переход будет происходить из состояния с большим химическим потенциалом в состояние с меньшим химическим потенциалом.

Электрохимический потенциал

Электрическая работа по переносу заряда в область с электрическим потенциалом :

Пусть положительный заряд перемещается из области с электрическим потенциалом в область с потенциалом .

Заряд, который несет на себе заряженная молекула =Z e

Z– количество

e-заряд 1,610^-19 Кл

Заряд 1 моля вещества – Z e N₀ N=610²³ моль

еN₀=F число Фарадея

Если перенос между фразами представляет собой транспорт заряженных ионов, то работа по переносу:

Расчеты стандартных энергий биохимических реакций

При одном обороте или акте реакции число израсходованных молекул исходных веществ и число образованных молекул продуктов пропорционально соответствующим стехиометрическим коэффициентам

Стандартная величина термодинамического потенциала

Если концентрации реагентов равны 1¸

2. можно определить исходя из величин стандартных окислительно-восстановительных потенциалов.

∆G⁰ = -nF∆E₀ F =23063 кал ∕ моль (96500 Дж∕моль);

3. A + C Д + Е ∆G⁰=?

Известно, что:

Д + Р А ∆G₁

2Е А + С ∆G₂

С + Р Д ∆G₃

Д + Р А

+

2Е А + С

Д + Р + 2Е 2А + С ∆G₁+∆G₂

-

С + Р Д

Д +P+ 2Е – С - P 2А+С-Д

Д + Е А + С ∆G₁⁰ =1/2(∆G₁ + ∆G₂ - ∆G₃)