ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Стандартные изобарные потенциалы реакций. Комбинирование равновесий из "Курс физической химии Том 1 Издание 2" В реакциях изотопного обмена исходные вещества и продукты реакции идентичны между собой по элементарному составу и структуре молекул и отличаются лишь тем, что содержат разные-изотопы одного из элементов. [c.281] Исследование этих реакций и изучение их равновесных состояний стало возможным после того, как были разработаны методы, масс-спектрометрии. [c.281] Однако в большинстве случаев такие исследования дают качественный или полуколичественный результат, так как исследование равновесных состояний и нахождение констант равновесия и теплот реакций изотопного обмена затрудняется часто, помимо-прочих причин, их медленным течением и тем, что параллельно-протекают другие реакции между участвующими в обмене соединениями. К тому же теплоты реакций изотопного обмена очень малы, а константы равновесия близки к единице. Поэтому до сих пор экспериментальные исследования по термодинамике реакций изотопного обмена немногочисленны. Значительно большего развития достигли теоретические расчеты изотопных равновесий на основе статистических методов (см. главу X). В тех случаях, когда результаты расчетов проверялись опытным путем, имеется согласие между расчетными и опытными данными, однако полного сов падения обычно нет, что объясняется не только экспериментальными трудностями, но и несовершенством расчетов, обычно связанных с некоторыми упрощениями и допущениями. [c.281] Таким образом, тритий концентрируется преимущественно в воде в виде окисла НТО, вытесняя из воды водород. [c.282] Для изучения этого равновесия газообразный H N заставляют циркулировать в замкнутом контуре, в котором он проходит через раствор Na N, содержащий С . Константа равновесия при 25° С равна 1,026. [c.282] Константа равновесия Кр и стандартный изобарный потенциал Д0° реакции однозначно связаны уравнением (VHI, 20). Обе величины являются характеристиками равновесия зная одну из них при какой-либо температуре, можно предвидеть направление, в котором пойдет реакция, и количественно вычислить выход продуктов реакций в идеальных системах при данной температуре. [c.282] Порядок и знак величины AG° позволяют качественно предвидеть положение равновесия реакции. Большая положительная величина ДС° означает, что конечные продукты имеют гораздо больший потенциал, чем исходные вещества, и равновесное состояние близко к исходным веществам, т. е. сдвинуто влево выход продукта мал. Константа равновесия в этом случае много меньше единицы. Например, для реакции /гНг-Ь /202=NO (при 2675° К) ДО°=15425/са./г /(р = 3,5- и выход N0 равен 2,88%. [c.282] Основная практическая ценность изобарных потенциалов реакции связана с возможностью комбинирования равновесий и расчета констант равновесия и теоретических выходов продукта для реакций, которые не изучались экспериментально, а нередко и не могут быть изучены непосредственно. [c.283] Так как величина G есть функция состояния системы, то АО не зависит от пути процесса. Поэтому изобарный потенциал для реакции, совершаюшейся в несколько стадий (1, 2, 3...), равен сумме величин AG для каждой стадии, и если одно из значений AG, входящих в сумму, неизвестно, то оно может быть рассчитано. Для такого расчета, аналогичного расчетам теплот реакций по закону Гесса, необходимо, чтобы конечные продукты одной реак ции (первая стадия суммарной реакции) находились в том же состоянии, в каком они являются исходными веществами другой реакции (вторая стадия). Это как раз и достигается использова-т. нием стандартных изобарных потенциалов pea к ции AG°. При вычислении этих потенциалов принимают, что каждый из компонентов реакции находится при давлении, равном 1 атм, причем твердые и жидкие вещества являются чистыми фазами, а газообразные вещества — идеальными газами (для последних безразлично, находятся ли они в смеси или в индивидуальном состоянии, важно лишь, что все парциальные давления р. = 1). [c.283] Вследствие наличия логарифмической зависимости между AG° и Кр все действия сложения и вычитания для величины AG° при комбинировании реакций преобразуются в действия умножения и деления для величин Кр. [c.283] Рассмотрим следующие примеры. [c.283] Аналогичные расчеты можно провести, зная величины Кр. [c.284] Степень превращения (см. стр. 263) стехиометрической смеси при 50 атм составляет 15,5% (при расчете отклонения от идеального состояния не учитывались). [c.284] В конце книги даны таблицы термодинамических величин, в том числе изобарных потенциалов образования АС° некоторых веществ . Пользуясь этими таблицами, можно вычислять стандартные изобарные потенциалы реакций. [c.285] При вычислении АС° для реакций между твердыми и жидкими веществами постоянного состава, которые идут до конца, знак АО указывает направление односторонней реакции при 25° С (если она может протекать с измеримой скоростью при этой температуре). [c.285] Переход от стандартных значений изобарных потенциалов к значениям этих величин при температурах, отличных от температуры 298° К, для которой составляются таблицы, является одной из основных расчетных задач химической термодинамики она рассматривается в главе IX. [c.285] Вернуться к основной статье