Реакция химическая свободная энергия

Определение константы химического равновесия по существу сводится к вычислению изменения свободной энергии реакции при условии стандартного состояния. Изменение свободной энергии реакции при условии изотермического стандартного состояния определяется изменением энтальпии и энтропии согласно выражению [c.294]

Для многих веществ свободные энергии образования и In /( образования в зависимости от температуры сведены в таблицы. Если такие данные известны для каждого компонента реакции, то изменение свободной энергии для стандартного состояния и константы химического равновесия можно получить непосредственно из соотношений [c.296]

Возможность и направление процесса фазового перехода определяются уровнем термодинамического потенциала G данной системы, который действует при протекании всех процессов, включая химические реакции. Потенциал G называют изобарно-изотермическим. В литературе встречаются и другие названия свободная энтальпия Z, свободная энергия F, потенциал Гиббса G. [c.147]

Максимальная полезная работа, которая может быть произведена над внешним объемом работы в результате обратимой химической реакции, происходящей при постоянных Тир, равна, как это было показано в 4-1, разности изобарных потенциалов системы в начальном и< конечном состояниях, т. е. убыли изобарного потенциала, а при постоянных Т и V — убыли свободной энергии [c.318]

В этом случае пластическое деформирование может привести к изменению величины свободной энергии материала за счет изменения его структуры, что в известной степени аналогично изменению свободной энергии при химических реакциях. [c.442]

Движущей силой реакции окисления металла кислородом является изменение свободной энергии системы, обусловленное образованием оксида в результате химической реакции. Протекание химической реакции в данном направлении при постоянном давлении и температуре самопроизвольным путем возможно лишь тогда, когда свободная энергия системы в исходном состоянии больше, чем в конечном. состоянии. Таким образом, свободная энергия системы кислород — металл должна быть больше свободной энергии оксида металла, только в таком случае возможно окисление металла. Если система находится в равновесном со- [c.44]

Несмотря на то что изменение свободной энергии системы металл— кислород является движущей силой химической реакции, оно не выражает скорости протекания реакции. [c.45]

Критерием термодинамической возможности протекания химических реакций является изменение свободной энергии [c.185]

Если в электрохимической системе химическая реакция совершается обратимо и изотермически, то изменение свободной энергии системы в ходе процесса характеризуется при постоянном давлении и температуре величиной Изменение свободной энергии (свободной энтальпии) данной реакции равно максимально полезной ее работе ах - Работа определяется произведением фактора интенсивности (для электрохимических 60 [c.60]

Состояние равновесия, устойчивое в малом и неустойчивое в большом, аналогично относительно устойчивому, так называемому метастабильному состоянию многочастичных (например, молекулярных) систем ). Метаста-бильными являются пересыщенное состояние пара, полученное путем его охлаждения или сжатия, аморфное (стеклообразное) состояние переохлажденной жидкости сложного химического строения, состояние смеси веществ, химическая реакция между которыми задержана низкой температурой, и т. п. Наиболее устойчивым при данных внешних условиях является другое состояние системы, для достижения которого требуется преодоление более или менее высокого энергетического барьера. Можно представить себе, что в простейшем случае при данных условиях соответствующая термодинамическая функция Е каждой частицы системы имеет график, показанный на рис. 18.68, а в роли функции Е выступает свободная энергия, если заданы температура и объем системы, или термодинамический потенциал, если заданы температура и давление. Минимум функции Е в точке А соответствует метастабильному состоянию, а более глубокий минимум в точке В — наиболее устойчивому состоянию. Частица системы ввиду того, что ее энергия имеет случайные отклонения от среднего значения (флуктуации), может преодолевать барьер между состояниями А к В и переходить из одного состояния в другое. Поскольку АЕ < АЕ (см. рис. 18.68, а), то вероятность перехода частиц из состояния А в состояние В выше вероятности обратного перехода. Таким образом, при данных условиях имеется тенденция к переходу многочастичной системы из относительно устойчивого состояния в наиболее устойчивое. Все же метастабильное состояние может существовать довольно продолжительное время, а иногда и практически неограниченно долго. Так, для многих полимеров образование кристаллической фазы из переохлажденной жидкости связано с преодолением столь высоких барьеров, что аморфное состояние сохраняется без видимых изменений десятки лет. [c.406]

Количество теплоты, термодинамический потенциал (внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия, свободная энтальпия) теплота фазового превращения, теплота химической реакции калория (межд.) килокалория (межд.) калория термохимическая кал ккал 4,1868 Дж 4,1868-Ю Дж 4,1840 Дж [c.21]

Свободная энергия F. Свободной энергией называется функция состояния, выраженная уравнением F=a—Ts или dF = — Ар dv — S dT, откуда Р = = F (V, ту, следовательно, свободная энергия — характеристическая функция при независимых переменных v к Т. В случае обратимого изотермического процесса свободная энергия равна работе расширения, химических реакций, поверхностного натяжения и других сил [c.43]

Свободная энергия имеет большое значение в различных отделах физики и в химической термодинамике. В дальнейшем будет показано, что направление химической реакции и химическое сродство определяются разностью свободных энергий. [c.90]

Покажем это на примере химической реакции, протекающей при постоянных температуре Т и давлении Р. В этом случае дифференциал свободной энергии Гиббса записывается в виде [20, 22] [c.17]

Если в системе поддерживать постоянными температуру, объем и другие внешние параметры К то dF < 0. Следовательно, в таких условиях свободная энергия либо постоянна, либо убывает. В конечном итоге система приходит к особому виду равновесия, в котором свободная энергия минимальна. Все сказанное обусловливает широкое при-менение этой характеристической функции для изучения химических реакций в жидкой среде, электрохимических явлений, фазовых превращений и в других случаях. Как только свободная энергия системы достигнет экстремального значения, наблюдаемая реакция или процесс перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое приостанавливается. Математическое исследование этих вопросов позволяет найти практически важные закономерности, например равновесное отношение масс реагирующих веществ и т. д. [c.92]

Количественной мерой заданных величин служит величина свободной энергии, высвобождающейся при образовании соответствующего соединения чем больше высвобождается энергии, тем прочнее химическая связь. Таким образом, необходимо сравнивать Д2 реакций (1.3) и (1.4). Наряду с термодинамикой важное значение имеет скорость протекания реакции, характеризуемая количеством вещества, прореагировавшего в единицу времени. Скорость процесса пропорциональна числу атомов или молекул, обладающих требуемой [c.8]

Уравнение Гиббса—Гельмгольца связывает температурное изменение свободной энергии Гиббса с энтгильпией Н и позволяет определять теплоты химических реакций, если свободная энергия Гиббса известна как функция температуры. Уравнение Гиббса—Гельмгольца можно вывести. Для этого запишем формулу (5.1.8) для свободной энергии Гиббса С = Н — ТЗ. Прежде всего заметим, что 5 = - дС/дТ)р м тогда [c.141]

Количество теплоты, внутренняя энергия иао-хорно-изотермический потенциал (свободная энергия Гельмгольца), изобарноизотермический цотенциал (свободная энергия Гиббса), энтальпия Удельная теплота (фа-j зового превращения, химической реакции) [c.13]

Чтобы установить меру химического сродства, вспомним, что во всякой изотермической системе при установлении равновесия свободная энергия или изобарный потенциал системы в зависимости от того является ли неизменным объем системы или давление, убывает, достигая в состоянии равновесия минимума. Поэтому в любой системе, имеющей постоянные значения 7 и V или Тир, будут возможны лищь те химические реакции, которые приводят к уменьшению свободной энергии или изобарного потенциала системы. [c.309]

Но при обратимом изотермическо-изохорическом процессе убыль свободной энергии системы, а при обратимом изотермическо-изобари-ческом процессе убыль изобарного потенциала системы равна согласно 4-1 максимальной полезной внешней работе L. Поэтому можно также сказать, что мерой химического сродства участвующих в реакции веществ является максимальная полезная работа, которая может быть произведена над внешним объектом работы в результате химической реакции между этими веществами при обратимом ее проведении. [c.309]

Второй закон термодинамики и энтролия позволили лучше оценить энергетические возможности систем. Еще Гиббс и Гельмгольц доказали, что в данной среде, например в земиой атмосфере, можно использовать только часть полной энергии системы At/, например химического топлива. Эта часть была названа свободной энергией — AF. Другая же часть энергии топлива -- связанная , равная произведению температуры окружающей среды То на изменение энтропии в обратимых процессах (например, в результате изменения числа молей газообразных веществ, участвующих в реакции)—Д5о, то есть — Qq—To Sq, — переходит в тепло и рассеивается в окружающей среде. Таким образом, максимальная работа, которую способна совершить система, не может превысить величины 1 тах=At/—7 оА5о=Д/ . Поскольку же в реальных процессах всегда имеют место потери вследствие необратимости — ToAS , то действительная работа всегда меньше максимальной —ГоСА о-Ь [c.160]

Важным критерием оценки способности элемента реагировать с окисью алюминия Саттон и Файнголд считают свободную энергию образования его окисла. Легирующий никелевую матрицу элемент очень активно реагирует с окисью алюминия, если его окисел имеет большую отрицательную величину свободной энергии образования. По этой причине сплавы никеля с титаном и цирконием химически очень активны, тогда как никель-хромовые сплавы реагируют с АЬОз умеренно. Степень химической активности можно регулировать только путем изменения содержания этих элементов в никелевой матрице. Элементы, образующие менее стабильные окислы по сравнению с окисью алюминия, могут участвовать в реакции лишь в том случае, если они получают кислород из других источников (например, из атмосферы). Как и в приведенном ранее примере реакции меди с окисью алюминия, Мур [26] показал, что образование связи между никелем и AI2O3 зависит от доступа кислорода. Шпинель NiAl204 образуется только в присутствии кислорода. [c.86]

Известно, что чем меньше радиус частицы, тем выше химический потенциал ее атомов и, следовательно, выше растворимость, подчиняющаяся уравнению Томсона—Фрейндлиха [104 ]. Однако этот эффект, обусловленный свободной энергией на поверхности раздела, имеет значение только для тел с большой удельной поверхностью. Расчет по указанному уравнению для типичного материала с. атомной массой 50, плотностью 10 г/см и свободной поверхностной энергией 5 <10 Дж/см показывает, что влияние размера частиц на растворимость начинает существенно проявляться только при радиусах кривизны менее 5 А. Сказанное полностью относится к растворению микровыступов на поверхности металла преимущественное растворение их относительно гладкой поверхности возможно только в случае очень острых микронеровностей, радиус закругления которых не превышает 5 А. Очевидно, в общий баланс гетерогенной реакции такие субмикровыступы не внесут заметного вклада, так как растворятся в первую очередь при очень малом материальном выходе. [c.171]

Разрушение материалов в атмосфере происходит в результате физико-химических процессов, развивающихся-на границе твердая фаза — газовая среда. При этом, нередко фронт реакции продвигается в глубь твердого-тела, что приводит к изменению объемных boh tbi материалов. Коррозия металлов, старение полимеров органических покрытий, деструкция неорганических материалов обусловлены наличием в атмосфере химических веществ с высокой термодинамической активностью. Взаимодействие этих веществ с материалами сопровождается уменьшением свободной энергии системы и протекает самопроизвольно. [c.7]

Коррозия —это процесс разрушения металлов вследствие химического, электрохимического или биохимического взаимодействия их с окружающей средой. Коррозия протекает самопроизвольно согласно законам кинетики возможных термодинамических реакций и приводит к понижению свободной энергии металла, в результате чего образуются более устойчивые в термодинамическом отношении соединения. Термин коррозия произошел от латинского слова orrosio — разъедание. [c.9]

Устойчивость химической системы относительно возможной реакции измеряется изменением свободной энергии реакции между исходными веществами и продуктами. Для чистых конденсированных фаз стандартным состоянием является материал в его обычном состоянии при данной температуре. Для жидкостей (с высоким давлением пара) и газов стандартным состоянием является пар при единичной летучести. Таблицы теплот и стандартных свободных энергий образования окислов, представляющих интерес для водной реакторной технологии, были собраны в удобной форме Кафлином [1]. Из основного соотношения [c.36]

Стандартные значения максимальной полезной работы реакций образования химических соединений из элементов. Из свойств максимальной полезной работы Affi следует, что она для изотермических реакций протекающих при неизменности объёма, равна убыли свободной энергии F-U—TS), а для изотермических реакций, протекающих при неизменном давлении, равнд убыли изобарного потенциала Ф = и TS + pv) [c.377]

Поэтому величины А/ могут быть не только определены экспериментально, например путём измерение электродвижущих сил соответствующих гальванически , цепей, но и найдены вычислением убыли изобарного по> тенциала или убыли свободной энергии. Условно принято в качестве нулевых состояний простых вешеств (т. е. элементов в свободном виде) наиболее устойчивое конденсированное состояние (т. е. твёрдое или жидкое) или газообразное состояние при давлении в 1 am. При этом условии максимальная полезная работа А образования химического соединения при 25 (т. е. убыль величины Ф npnp = onst или величины F при z/= onst) может рассматриваться как мера прочности соединения (при т. е. положительный знак максимальной полезной работы образования вещества указывает на то, что вещество-самопроизвольно не будет разлагаться на простые вещества в противном случае такое разложение вполне возможно (конечно, при /=25 ). С другой стороны, величины максимальных полезных работ образования вешеств могут быть использованы для вычисления (путём составления алгебраической их суммы) максимальной полезной работы той или иной реакции, в которой участвуют те или иные вещества. [c.377]

В книге изложены основы термодинамики и связи между различными термодинамическ .ми величинами. Описаны приложения классической и статистической термодинамики к изучению двух- и трехкомпонентных металлических растворов. Дан анализ диаграмм состояния сплавов, изложены экспериментальные методы определения теплот растворения, образования химических соединений и реакций в жидких и твердых металлических сплавах, методы измерения активностей компонентов и свободных энергий твердых и жидких сплавов. [c.4]

Чтобы определить химическое сродство реакции, ее необходимо вести при постоянной температуре. В изотермических системах реакция идет в направлении уменьшения разности свободной энергии и прекращается тогда, когда свободная энергия достигает своего минимального значения. Отсюда и вытекает принцип Вант-Гоффа, заключающийся в том, что за меру химического сродства между веществами следует принять величину разности свободной энергии в начальном и конечном состоянии системы. Разность свободных энергий при Т = onst равна максимальной работе реакции. Поэтому можно утверждать, что мерой химического сродства между веществами является та максимальная работа, которую дает реакция при обратимом изотермическом процессе. Следовательно, проблема химического сродства сводится к расчету максимальных работ реакции. [c.152]

Чистьи металлический уран получить трудно из-за большого химического сродства к другим элементам кислороду, галогенам, азоту и углероду. Для получения металла из таких устойчивых соединений, как окислы и галогениды, необходимы сильные восстановители. Восстановление необходимо проводить в изолированной системе, чтобы избежать загрязнений из атмосферы. Часть проблем, связанных с различными схемами восстановления, легче понять с помощью табличных данных о температурах кипения исходных компонентов, температурах плавления продуктов реакции и изменениях свободной энергии и энтальпии реакций [6, 17, 56, 75, 91,.143, стр. 21]. [c.830]

Наиболее актуальна проблема стабильности химического состава для хрупких материалов СО в виде мелкодисперсных порошков крупностью < 0,1 мм. Одним из результатов измельчения является увеличение (на единицу поверхности) реакционной способности по ош-ков, поскольку с уменьшением размера частиц увеличивается кривизна их поверхности с образованием значительного количества граней и ребер. Это приводит к росту вклада поверхностных слоев в характеристики материала и возможному переходу вещества в метастабиль-ное состояние с повышенным значением свободной энергии. Изменение свойств тонких порошков является причиной возникновения так называемых механо-химических реакций, развитие которых может существенно изменить состав материала по сравнению с первоначальным. [c.131]

Хемосорбируют на твердых поверхностях атомы веществ, радикалы (осколки молекул) и химически связанные с ионами металла молекулы органических или неорганических веществ (лиганды). Первым и необходимым условием для этого является столкновение молекул или атомов адсорбата (внешней среды) и адсорбента (поверхности). Химические реакции между ними возможны при условии, что сталкивающиеся частицы обладают избытком свободной энергии. Одновременно, чем меньше энергия активации частиц, тем большая их часть будет сталкиваться мекчду собой и тем более высокой окажется скорость последующих химических реакций. [c.36]

При подборе компонентов СОЖ следует особо учитывать два параметра молекулы тип и энергию связи между атомами. Они позволяют заранее сделать заключение о реакционной способности вещества. Как отмечал академик Н. Н. Семенов, химические реакции осуществляются при помощи свободных атомов и радикалов или ионов, что действительно определяет скорость реакций и причину мошкого воздействия строения реагирующих частиц на их реакционную способность. При резании металлов целесообразно при.менять присадки, имеющие в своем составе молекулы с непрочной связью (25—35 ккал/моль). Это способствует образованию радикалов и инициированию радикально-цепных реакций химической смазки (йод, фтор, хлор, бром, порошки металлов — литий, натрий, калий) [12]. Смазочное диффузионно-химическое действие СОЖ может существенно дополнить их химическое действие. [c.40]

Независимо от в1водимых иногда поправок на избыточную энергию метастабильной решетки (яапример, -РбгОз вместо а-РегОз (31, стр. 831—832, [42, 43]) такие стандартные величины верно характеризуют действительные термодинамические потенциалы твердофазных компонентов реакции только в тех случаях, когда каждый из них сам находится в стандартном состоянии, т. е. в состоянии той индивидуальной фазы, которая ему в данном случае приписывается. Соответственно и. термодинамический расчет, в котором оба твердофазных KQiMooHeHTa характеризуются только стандартными-значениями свободной энергии, может дать лишь потенциал равновесного перехода одной фазы в другую, предполагающий одновременное наличие химического равновесия каждой из фаз 1 общим электролитом. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...