3. Уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа

Уравнение изотермы позволяет рассчитывать ΔG (P,T =const), ΔF (V,T =const), в ходе протекания химической реакции

Уравнение изотермы имеет следующее математическое выражение:

- это парциальное давление газа i-го компонента в исходной смеси

Обозначим отношение парциальных давлений веществ в исходном состоянии через П:

При этом Кр представляет отношение парциальных давлений веществ в равновесном состоянии:

Величина и знак ΔG определяются соотношением П и Кр

1. Если П = Кр → ΔG = 0 – состояние равновесия,

2. Если П < Кр → ΔG < 0 – процесс протекает слева направо в прямом направлении

3. Если П > Кр → ΔG > 0 – процесс протекает справа налево в обратном направлении

Практическое значение изотермы:

Позволяет определить, в каком направлении протекает процесс.

Для изохорно-изотермических условий математическое выражение изотермы принимает следующий вид:

V, Т = const aA + bB → cC + dD

где - концентрация веществ в исходный момент времени (исходном состоянии). Константа равновесия Кс характеризует равновесное состояние системы:

где – равновесные концентрации веществ

3. Нормальное (стандартное) химическое сродство

Нормальное (стандартное) химическое сродство (для изобарно-изотермических условий) - это изменение изобарно-изотермического потенциала, когда все неравновесные парциальные давления реагирующих веществ равны стандартному давлению.

П = 1 ; ln П = 0 ; ΔG = RT (ln П – ln Kp)

1. Если Δ << 0 процесс возможен не только в стандартных условиях, но и при любом соотношении реагирующих веществ

2. Если Δ >> 0 процесс не возможен не только в стандартных условиях, но и при любом соотношении реагирующих веществ

3. Если Δ имеет небольшое положительное или отрицательное значение, то изменяя соотношения реагирующих веществ можно изменить направление протекания реакции и для точности выводов нужно рассчитать Δ G

Для изохорно-изотермических условий,V,T = const, математическое выражение нормального (стандартного) химического сродства имеет следующий вид

,

где .

3. Вывод уравнения изобары и изохоры химической реакции

Уравнение Гибса – Гельмгольца:

(1)

Уравнение химического сродства:

(2)

Продифференцируем уравнение (2)

(3)

Уравнения (2) и (3) подставляем в уравнение (1)

Уравнение изобары имеет следующий вид:

При повышении температуры может увеличиваться либо уменьшаться, что определяется знаком теплового эффекта данной реакции

1. Если реакция протекает с эндоэффектом , то

Это означает, что с увеличением температуры величина Кр возрастает

2. Если реакция протекает с экзоэффектом , то

Это означает, что с увеличением температуры величина Кр уменьшается