Модуль 04: «Іргелі білім»
Тақырып 3 Термодинамикалық потенциалдар. Химиялық тепе-теңдік. Фазалық тепе-теңдік
жүктеу/скачать 3.34 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бақылау сұрақтары
- Химиялық тепе-теңдік
| Тақырып 3 Термодинамикалық потенциалдар. Химиялық тепе-теңдік. Фазалық тепе-теңдік.
Тақырып бойынша негізгі сұрақтар 1. Термодинамикалық потенциал ұғымы. 2. Изохора-изотермиялық және изобара-изотермиялық потенциалдар. 3. Термодинамикалық тепе-теңдік жағдайлары. 4. Химиялық реакциялардың изотермасы, изобара және изохорасы. 5. Химиялық туыстық. 6. Массалар әрекеттесу заңы. 7. Тепе-теңдік константасы (Кр және Кс). Олардың арасындағы байланыс. 8. Тепе-теңдік константасының температураға тәуелділігі. 9. Гетерогенді жүйелердегі тепе-теңдік. 10. Гиббстің фазалар ережесі. 11. Бір компонентті жүйелер үшін фазалар ережесін қолдану. 12. Судың диаграммасы. Бақылау сұрақтары 1. «Термодинамикалық потенциал» деген не және басқа қандай потенциалдарды білесіңдер? 2. Жүйенің бір күйден екінші күйге өздігінен ауысу жағдайлары қандай? 3. Тепе-теңдік жағдайлары? 4. «Химиялық тепе-теңдік» деген не және ол қандай шамаларға тәуелді? 5. Қатты заттардың активтілігі неге тең? 6. «Фаза», «компонент», «еркіндік дәрежесі» деген не? 7. Фазалық тепе-теңдіктер үшін Гиббс теңдеуінің әртүрлі өрнектелуі немен анықталады? 8. «Күй диаграммасы» деген не? 9. Әртүрлі термодинамикалық потенциалдар не үшін қажет? 10. «Химиялық туыстық (сродство)» деген не? Химиялық тепе-теңдік Реакция теңдеуі мына түрде өрнектелсе: аА + bB → сС + dD, мұндағы а, b, с, d – реакция теңдеуіндегі стехиометриялық коэффициенттер. Мысалы: 3Н2+N2 = 2NH3 Бұл өрнекте 3 моль сутек пен бір моль азоттан 2 моль аммиак алынатындығы көрсетілген. Массалар әрекеттесу заңы. Химиялық реакция жылдамдығы υ реакция теңдеуінде әртүрлі стехиометриялық коэффициенттеріне тең, әрекеттесуші заттардың дәреже түріндегі концентрациялары өрнектеріне тура пропорционал. Тура реакция үшін: υ1 = κ1∙CaA∙CbB; υ1 = κ1'∙C3H2∙C1N2. Кері реакция үшін: υ2 = κ2∙CсС∙CdD; υ2 = κ2' ∙C2NH3. Тура реакцияның жылдамдығы кері реакцияның жылдамдығына тең болса, химиялық тепе-теңдік күйі орнайды. Егер υ1 = υ2, онда κ1∙CaA∙CbB = K2∙CсС∙CdD k 1'∙C3H2∙C1N2 = K2' ∙C2NH3 мұндағы κ1, κ2, κ1', κ2' – химиялық реакцияның жылдамдық константалары. Физикалық мағынасы. Жылдамдық константасы әрекеттесуші заттардың бірдей концентрациясындағы химиялық реакция жылдамдығына тең. Анықталуы бойынша концентрацияға тәуелсіз. k1/k2 қатынасын тапсақ: Жылдамдық константасы концентрацияға тәуелсіз болғандықтан, сәйкесінше оларды Кс және К′с белгілейміз. ′ символы жалпы жағдайларда әртүрлі шамалар екендігін білдіреді. Оларды химиялық тепе-теңдік константалары деп атайды. Төменгі оң жақтағы «С» символы тепе-теңдік константасын өрнектеуде концентрация қолданылатындығын білдіреді. Тұрақты температурада (Т–const) парциал қысым P концентрацияға С пропорционал, сондықтан тепе-теңдік константасын былайша жазуға болады: Нақты реакциялар үшін: ; Кс мен Кр арасындағы байланысты қарастырайық. Бір моль газ үшін біріктірілген газ заңдары (Менделеев-Клапейрон теңдеуі): Зат мөлшері сәйкесінше, КС және КС' теңдеуге қойсақ: Δn үшін реакция нәтижесіндегі моль санының өзгерісі: Сондықтан Термодинамикалық мәліметтер бойынша тепе-теңдік өрнегі: Жылусыйымдылық тұрақты қысымда Ср температураға тәуелді емес (Улихтің бірінші жуықтауы): ΔGτ = ΔH0 – TΔS0, мұндағы ΔG – реакция нәтижесіндегі изобаралық потенциал өзгерісі; ΔS0 – реакция нәтижесіндегі энтропияның өзгерісі; T – температура, К; ΔH0 – реакция нәтижесіндегі энтальпияның өзгерісі. Тұрақты күйдегі стандартты жағдайдағы жай заттардың энтальпиясы нөлге тең. Стандартты жағдайдағы энтропияның өзгерісі: Энтропияның өзгерісін есептеу үшін кестелік мәліметтерді қолданады. Изобаралық потенциал өзгерісі мен тепе-теңдік константасы арасындағы байланыс келесі теңдеу арқылы өрнектеледі: lnKp сәйкес есептесек: жүктеу/скачать 3.34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|