ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Случай одной химической реакции из "Химическая термодинамика материалов" Допущение, что процесс может быть описан одной химической реакцией, эквивалентно допущению, что процесс зависит от одной независимой переменной. Число молей йу любого компонента А может быть выбрано в качестве независимой переменной. Однако ни один из компонентов Л,- не играет особой роли в этом превращении. С учетом симметрии и изящества термодинамической трактовки этого превращения, предпочтительно ввести координату реакции и считать именно ее независимой переменной. [c.112] Следовательно, (5.10) также является условием равновесия. [c.113] Если ДС 0, то (1А. 0 и реакция идет в прямом направлении (т.е. образуется больше продуктов). Наоборот, если ДС 0, то (1 0 и реакция идет в обратном направлении (образуется больше реагентов). В равновесии реакция имеет одинаковую тенденцию движения в прямом и обратном направлении условие равновесия определяется уравнением (5.10). [c.113] На рис. 5.1 показано изменение энергии Гиббса в ходе реакции. Следует отметить, что ДС отличается от общего изменения С энергии Гиббса системы. ДС может быть представлено в виде тангенса угла наклона [ см. (5.8) ] и имеет характер силы, т.е. производной потенциала по переменной перемещения (в данном случае Л). [c.113] Механической аналогией ДС, представленной как термодинамическая движущая сила Е, может быть поршень без трения, разделяющий две камеры с давлением р и р (рис. 5.2). Если положение поршня обозначить А, а Г означает разницу давлений р - р , то при Г 0, й 0, а при F 0, с1Х 0. Равновесие получено, когда Е = 0. [c.113] К называется константой равновесия и зависит исключительно от выбора стандартных состояний. Она зависит от температуры (см. раздел 5.1.3), но не зависит от фактического состава системы (т. е. от индивидуальных концентраций веществ). [c.115] В уравнении (5.226) сокращены. Это - сравнительно редкий случай. [c.115] Равновесные составы газовой фазы приведены в табл. 5.1. [c.116] ДЯ и Д5 - соответственно теплота и энтропия реакции. В условиях равновесия АО = Ои AH=TAS. [c.116] Эта формула известна, как уравнение Вант Гоффа (которое можно вывести также из уравнения (5.27). Допущение о независимости АН от температуры не обязательно. [c.117] Интересно рассмотреть, к чему могло бы привести противоположное положение. Если бы увеличение температуры сдвигало реакцию в экзотермическом направлении, то система выделяла бы количество теплоты, еще более увеличивающее температуру системы, при этом вьщелялось бы больше тепла, и снова увеличивалась температура. т. е. возникла бы цепная реакция, которая могла бы привести к взрыву. Очевидно, система была бы нестабильной, и описание влияния температуры на равновесие в ней следовало бы делать с учетом выводов в гл. 3, посвященной стабильности системы. [c.118] Действительно, это влияние температуры как раз является иллюстрацией весьма общего принципа, называемого принципом Ле Шателье-Брауна если система, находящаяся в равновесии, подвергается воздействию, которое нарушает это равновесие, то реакция протекает в направлении, компенсирующем воздействие и частично ликвидирует его влияние. [c.118] Увеличение г при постоянных Т и Р смещает равновесие в направлении, в котором К уменьшается. Следовательно, вклад Лаг в энергию Гиббса (соответствующий этому 6г) уменьшается в результате смещения равновесия. Хорошее общее обсуждение принципа Ле Шателье - Брауна дано в ( 1]. [c.119] Вернуться к основной статье