20. Ответ:
21. Как можно рассчитать изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца для химической реакции?
21.
22. Как можно рассчитать константы химического равновесия с помощью стандартных термодинамических величин?
22. Ответ:
23. Чем отличаются гомогенные и гетерогенные системы? Дайте определение понятий “фаза”, “компонент”. Приведите примеры. Что такое число независимых компонентов?
23. Гомогенная система – система, состоящая из одной фазы. Гетерогенная система – система, состоящая из двух или большего числа фаз.
Фаза – совокупность гомогенных частей гетерогенной системы, обладающих одинаковыми физическими, химическими и термодинамическими свойствами и ограниченных поверхностью раздела.
Компоненты (в термодинамике и химии) — независимые составляющие вещества системы, то есть индивидуальные химические вещества, которые необходимы и достаточны для составления данной термодинамической системы, допускают выделение из системы и независимое существование вне её.
Примеры гомогенных реакций в газовой фазе: термич. разложение оксида азота 2N2O5 -> 4NO2 + О2; хлорирование метана СН4 + С12 -> СН3С1 + НС1; горение этана 2С2Нб + 7О2 -> 4СО2 + 6Н2О; образование озона в земной атмосфере ЗО2 -> 2О3.
Типичные гетерогенные реакции: термич. разложение солей с образованием газообразных и твердых продуктов (напр., СаСО3 -> СаО + СО2), восстановление оксидов металлов водородом или углеродом (напр., РЬО + С -> Рb + СО), растворение металлов в к-тах (напр., Zn + + H2SO4 -> ZnSO4 + Н2).
ЧИСЛО НЕЗАВИСИМЫХ КОМПОНЕНТОВ— число таких хим. составных частей системы, для которых возможно независимое изменение содер. как в системе в целом, так и в ее частях.
24. Что такое число независимых степеней свободы? Сформулируйте основной закон фазового равновесия.
24. Числом степеней свободы - С, называется наименьшее число независимых переменных системы (давление, температура и концентрации веществ в различных фазах), которые необходимо задать, чтобы полностью описать состояние системы.
Правило фаз Гиббса: С =К – Ф + n Число степеней свободы равновесной термодинамической системы, на которую влияют n различных факторов (или на которую из внешних факторов влияют давление и температура, или только температура), равно числу независимых компонентов системы минус число фаз плюс n (два или единица).
25. В чем заключается минералогическое правило фаз В. Гольдшмидта?
25. Основной закон фазового равновесия принимает вид Ф ≤ К, т.е. в системе из К компонентов при этом не могут сосуществовать более чем Ф минеральных фаз. Данное соотношение получило название минералогического правила фаз В. Гольдшмидта.
26. Что такое физико-химический анализ? Сформулируйте принцип непрерывности и принцип соответствия.
26. Физико-химический анализ, метод исследования физико-химических систем, посредством которого устанавливают характер взаимодействия компонентов системы на основе изучения соотношений между её физическими свойствами и составом.
Принцип непрерывности утверждает, что если в системе не образуются новые фазы или не исчезают существующие, то при непрерывном изменении параметров системы свойства отдельных фаз и свойства системы в целом изменяются непрерывно. Принцип соответствия утверждает, что каждому комплексу фаз соответствует определённый геометрический образ на диаграмме состав-свойство.
27. Диаграмма состояния воды и серы. Опишите их.