26. Термодинамические расчеты: энтропия, энергия Гиббса

Энтропия – величина, пропорциональная ее логарифму. Энтропия связана с числом равновероятных микроскопических состояний. С повышением температуры энтропия всегда возрастает, т.к. возрастает интенсивность движения частиц, а следовательно растет число способов их расположения. Подобно внутренней энергии и энтальпии, энтропия зависит только от состояния системы. Но в отличие от этих 2х функций, связь изменения энтропии с теплотой зависит от способа проведения процесса – от его скорости. В ходе того или иного процесса соотношение между теплотой и производимой работой может быть различным. Только разность этих величин не зависит от способа осуществления процесса. При быстром его проведении работа бывает малой, а при медленно она возрастает. При бесконечно медленном осуществлении процесса работа принимает максимально возможное значение. Такое проведение процесса называется обратимым.

27. Скорость химических реакций

Различают гетерогенные реакции и гомогенные. Гомогенные – реакции протекающие в гомогенной системе, а гетерогенные в гетерогенной. Система – вещество или совокупность веществ. Различают гомогенные и гетерогенные системы. Гомогенная – система, состоящая из одной фазы, а гетерогенная из нескольких фаз. Фаза – часть системы, отделенная от других ее частей границей раздела, при переходе через которую свойства меняются скачком. Скоростью гомогенной реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени в единицу объема. Скоростью гетерогенной реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образующегося при реакции за единицу времени на единице площади поверхности фазы. Скоростью реакции в гомогенной системе называется изменение концентрации какого-либо вещества, вступившего в реакцию или образующегося при реакции, происходящее за единицу времени.

28. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ

Необходимым условием того, чтобы между частицами исходных веществ произошло химическое взаимодействие, является их столкновение друг с другом (соударение). Точнее говоря, частицы должны сблизиться друг с другом настолько, чтобы атомы одной из них испытывали бы действие электрических полей, создаваемые атомами другой. Только при этом станут возможны переходы электронов и перегруппировки атомов, в результате которых образуются молекулы новых веществ – продуктов реакции. Поэтому скорость реакции пропорциональна числу соударений, которые претерпевают молекулы реагирующих веществ. Закон действия масс: при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорционально концентрации реагирующих веществ в стехеометрических степенях.

29. Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ

Энергия активации различных реакций различна, для некоторых она мала, а для других наоборот велика. Если энергия активации очень мала, то это означает, что значительная часть столкновений между частицами реагирующих веществ приводит к реакции. Скорость такой реакции велика. Если энергия активации очень велика, то это означает, что лишь очень маленькая часть столкновений взаимодействующих частиц приводит к протеканию химической реакции. Скорость этой реакции очень мала. Реакции, требующие для своего протекания заметной энергии активации, начинаются с разрыва или с ослабления связей между атомами в молекулах исходных веществ. При этом вещества переходят в неустойчивое состояние, называемое активированным комплексом. Именно для его образования и необходима энергия активации. Неустойчивый активированный комплекс существует очень короткое время, он распадается с образованием продуктов реакции, при этом энергия выделяется.