Для определения температуры (Тр), выше которой происходит смена знака энергии Гиббса реакции, можно воспользоваться условием

Т_р =  / S, (4.20)

где Т_р – температура, при которой устанавливается равновесие, то есть, равновероятная возможность протекания прямой и обратной реакции.

При стандартных условиях величины G⁰ и F⁰ – справочные. Для реакции общего вида

аA + вB = сC + dD + ∆G⁰_{реакции}

изменение энергии Гиббса реакции равно

∆G⁰_{реакции} = (с∆G⁰_C + d∆G⁰_D) – (а∆G⁰_А + в∆G⁰_B). (4.21)

Таким образом, энергия Гиббса (Гельмгольца) зависит от характера реакций (значений  (U) и S), а для многих реакций – и от температуры. Зная величины  (U) и S, можно рассчитать и, соответственно, предсказать возможность или невозможность самопроизвольного течения реакции, а также влияние температуры на направление процесса.

Соотношение между термодинамическими функциями состояния системы можно представить схемой

  

 U  рV 

 Т S  F  рV 

 Т S  G 

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое химическая термодинамика?

2. Что такое система и ее виды?

3. Что такое процесс и его виды?

4. Какие функции описывают состояние системы? Каковы их особенности?

5. Что такое внутренняя энергия (U)? Основные свойства этой функции.

6. Что такое энтальпия (H)? Основные свойства этой функции.

7. Что такое энтропия (S)? Основные свойства этой функции.

8. Что такое энергия Гиббса (G)? Основные свойства этой функции.

9. Что такое энергия Гельмгольца (F)? Основные свойства этой функции.

10. Что такое теплота (Q)? Основные свойства этой функции.

11. Что такое работа (А)? Основные свойства этой функции.

12. Как формулируется первый закон (начало) термодинамики?

13. Что такое термохимия?

14. Какие реакции называются экзотермическими, эндотермическими?

15. Что называется изобарным и изохорным тепловым эффектом? Привести связь между ними.

16. Как формулируется закон Гесса?

17. Как формулируются следствия из закона Гесса?

18. Принцип работы тепловой машины?

19. Как формулируется второй закон термодинамики?

20. Как влияет изменение температуры на направление химических процессов?

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Следствия из закона Гесса.

2. Принцип работы тепловой машины, КПД системы.

3. Влияние температуры на направленность химических реакций.

Литература:

1. Семенова Е. В., Кострова В. Н., Федюкина У. В. Химия. – Воронеж: Научная книга – 2006, 284 с.

2. Коровин Н.В. Общая химия. - М.: Высш. шк. – 1990, 560 с.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Высш. шк. – 1983, 650 с.

4. Глинка Н.Л. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высш. шк. – 1983, 230 с.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.:Высшая шк. – 2003, 743 с.

6. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высш. шк. – 1997, 550 с