21. Химическая термодинамика. Предмет и методы. Перечень вопросов на который позволяет ответить химическая термодинамика.

Предмет ХТД – энергетика химических превращений.

Методы ХТД:

1) расчетный метод (метод функций состояний)

2) экспериментальный (каллорометрический и др.)

ХТД позволяет не проводя никаких экспериментальных исследований чисто расчетным путем определить:

-кол-во теплоты, которое выделится или поглотится в ходе протекания любой химической реакции

• будет или не будет данная реакция или процесс протекать в данном направлении

• при каком соотношении концентраций исходных веществ и конечных продуктов установится химическое равновесие

-как влияют внешние условия на возможность протекания реакции и параметры равновесия (p, V, T)

Химическая термодинамика — раздел физической химии, изучающий процессы взаимодействия веществ методами термодинамики.

Основными направлениями химической термодинамики являются:

4. Классическая химическая термодинамика, изучающая равновесие вообще.

5. Термохимия, изучающая тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции.

6. Теория растворов, моделирующую термодинамические свойства вещества исходя

из представлений о молекулярном строении и данных о межмолекулярном взаимодействии.

Химическая термодинамика тесно соприкасается с такими разделами химии, как

• аналитическая химия;

• электрохимия;

• коллоидная химия;

• адсорбция и хроматография.

Основные понятия Химической термодинамики.

- Система – тело или группа находящаяся во взаимодействии тел мысленно или с помощью поверхности раздела обособленных от окружающей среды, которая так же является системой.

- Изолированная система – не обменивается веществом и энергией с окружающей средой и другими системами( P,E = const).

- Состояние системы – определяется совокупностью параметров характеризующая эту систему ( P,V,T)

- Термодинамический процесс – любое изменение в системе при котором меняется хотя бы один параметр

- Функция состояния – такая функция, которая зависит только от теперешнего состояния системы и не зависит от того каким путем система пришла к этому состоянию.

Кинетическое уравнение Больцмана,

уравнение для функции распределения f (n, r, t) молекул газа по скоростям n и координатам r (в зависимости от времени t), описывающее неравновесные процессы в газах малой плотности. Функция f определяет среднее число частиц со скоростями в малом интервале от n до n +Dn и координатами в малом интервале от r до r + Dr (см. Кинетическая теория газов). Если функция распределения зависит только от координаты х и составляющей скорости n_x, К. у. Б. имеет

Порядок реакции - определяется как сумма показателей степеней n₁ и n₂ в уравнении

(1)

выражающем зависимость скорости реакции r от концентраций [A₁] и [А₂] исходных веществ (k - константа скорости). Реакции с n₁ + n₂ = 1, 2 и т.д. называются реакциями 1-го, 2-го и т.д. порядков. Отдельный показатель степени в уравнении (1) называется порядком реакции по соответствующему веществу.

Молекулярность реакции - число молекул, одновременным взаимодействием между которыми осуществляется элементарный акт химического превращения.

Константа равновесия - Важнейший параметр, характеризующий обратимую химическую реакцию — константа равновесия К. Если записать для рассмотренной обратимой реакции A + D C + D условие равенства скоростей прямой и обратной реакции в состоянии равновесия - k1[A]_равн[B]_равн = k2[C]_равн[D]_равн, откуда [C]_равн[D]_равн/[A]_равн[B]_равн = k1/k2 = К, то величина К называется константой равновесия химической реакции.