Критерии энергии Гиббса при протекании химической реакции:
p
,
T = const
или dp,
dT = 0
реакция идёт самопроизвольно
состояние
равновесия
нет реакции
ВОПРОС № 11
Зависимость химического потенциала от температуры, давления и концентрации. Химический потенциал идеального и реального газа. Фугитивность и активность. Коэффициент активности.
Для индивидуальных веществ одинаковы понятия «молярный термодинамический и химический потенциалы», то есть μi = G и dμi = dG .
T = const или dT = 0, то
Химимческий потенциал индивидуального газа в индивидуальном состоянии
Зависимость химического потенциала от давления – с увеличением давления индивидуального газа в индивидуальном состоянии химический потенциал этого же газа в этом же состоянии увеличивается
Химимческий потенциал реального газа в индивидуальном состоянии
Зависимость химического потенциала от давления – с увеличением давления реального газа в индивидуальном состоянии химический потенциал этого же газа в этом же состоянии увеличивается
Химический потенциал реального раствора
Зависимость химического потенциала от концентрации – с увеличением концентрации реального раствора химический потенциал реального раствора увеличивается
Зависимость химического потенциала от температуры – с увеличением температуры химический потенциал уменьшается
ВОПРОС № 12
Гомогенные химические реакции – химические реакции, протекающие в однородных средах.
Гомогенное уравнение реакции:
Критерии направленности и равновесия гомогенной идеально-газовой реакции:
1. Влияние температуры:
Если T > 0, то ΔGT < 0 – смещение равновесия в сторону прямой реакции, реакция протекает в прямом направлении, если она эндотермическая
Если T < 0, то ΔGT > 0 – смещение равновесия в сторону обратной реакции, реакция протекает в обратном направлении, если она экзотермическая
Пример:
Если T = 0 или T = const ( dT = 0 ), то ΔGT = 0 – состояние равновесия, скорости прямой и обратной реакций одинаковы
2. Влияние давления:
Первое условие
Смещение равновесия в сторону прямой реакции, реакция протекает в прямом направлении, если суммарное число моль компонентов – продуктов реакции меньше суммарного числа моль исходных участников
Пример:
Второе условие
Состояние равновесия, скорости прямой и обратной реакции одинаковы, если суммарное число моль исходных участников равно суммарному числу моль компонентов – продуктов реакции
Пример:
Третее условие
Смещение равновесия в сторону обратной реакции, реакция протекает в обратном направлении, если суммарное число моль исходных участников меньше суммарного числа моль компонентов – продуктов реакции
Пример:
3. Влияние концентрации:
Первое условие
Смещение равновесия в сторону прямой реакции
Второе условие
Состояние равновесия
Третее условие
Смещение равновесия в сторону обратной реакции
Пример:
С увеличением концентрации водорода химическое равновесие сместится слева направо, так как возрастет скорость прямой реакции. По мере увеличения концентрации угарного газа и парообразной воды, скорость прямой химической реакции постепенно снижается. К концу прямой реакции концентрация угарного газа и парообразной воды становится больше концентрации углекислого газа и водорода, возрастает скорость обратной реакции до наступления химического равновесия. Для более полного использования одного из реагирующих веществ надо на него действовать избытком другого. Чтобы полностью использовать водород, надо добавить избыток углекислого газа, но и в этом случае наступает химическое равновесие. Чтобы реакцию сместить слева направо, надо из ее сферы удалить один из продуктов реакции. Если в данном случае вести реакцию в присутствии оксида фосфора (V), то поглощение влаги оксидом фосфора (V) сместит реакцию слева направо.
4. Влияние катализаторов на химическое равновесие.
В целом катализаторы не влияют на химическое равновесие, так как скорости прямой и обратной реакции одинаковы. С увеличением концентрации катализаторов состояние химического равновесия наступает быстрее.
ВОПРОС № 13
Гетерогенные химические реакции – химические реакции, протекающие в разнородных средах.
Гетерогенное уравнение реакции
Критерии направленности и равновесия гетерогенной реакции:
1. Влияние температуры:
Если T > 0, то ΔGT < 0 – смещение равновесия в сторону прямой реакции, реакция протекает в прямом направлении, если она эндотермическая
Если T < 0, то ΔGT > 0 – смещение равновесия в сторону обратной реакции, реакция протекает в обратном направлении, если она экзотермическая
Пример:
Если T = 0 или T = const ( dT = 0 ), то ΔGT = 0 – состояние равновесия, скорости прямой и обратной реакций одинаковы
2. Влияние давления:
!!! ТВЁРДЫЕ И ЖИДКИЕ ВЕЩЕСТВА НЕ УЧИТЫВАЮТСЯ!!!
Первое условие
Смещение равновесия в сторону прямой реакции, реакция протекает в прямом направлении, если суммарное число моль компонентов – продуктов реакции меньше суммарного числа моль исходных участников газовой фазы
Пример:
Второе условие
Состояние равновесия, скорости прямой и обратной реакции одинаковы, если суммарное число моль исходных участников равно суммарному числу моль компонентов – продуктов реакции газовой фазы
Пример:
Третее условие
Смещение равновесия в сторону обратной реакции, реакция протекает в обратном направлении, если суммарное число моль исходных участников меньше суммарного числа моль компонентов – продуктов реакции газовой фазы
Пример:
