Gibbs és annak változását a kémiai folyamatok
Tekintsük az exoterm reakció:
CO + 2H2 => CH 3OH - 93,5 kJ
Action entalpia tényező okozza áramlás előrefelé.
AH <0 (процесс экзотермический)
Azonban, a legnagyobb értéket az entrópia érhető el, ha a metanolt bomlás hidrogén és szén-monoxid, mivel a száma gázmolekulák növeli háromszorosára.
Kiszámítjuk a változás entrópia a rendszer közvetlen választ.
A változás az entrópia során kémiai reakció (ΔS) az összege a entropies termékek kevésbé összege az entrópia a kiindulási anyagok.
3. táblázat standard entrópia résztvevő reagensek
ΔS ° = 240,1 J / mol · K · mol 1 - (197,5 J / mol · K · 1 mol + 130,5 J / mol · K · 2 mol) = -218,4 J / K.
Ennélfogva, a metanol szintézisénél alkalmazott entrópia csökken.
Így az entalpia és enropiyny tényezők hatnak ellentétes irányban.
Annak érdekében, hogy figyelembe vegyék az intézkedés a két tényező alkalmazott rendszer termodinamikáját állami funkció - Gibbs (G). Ezt alkalmazzák izobár-izoterm körülmények között, és kapcsolatban van a entalpia és entrópia az egyszerű összefüggést:
Gibbs energia változás a kémiai reakció:
A természet ezt a változást jelzi az alapvető lehetősége vagy lehetetlensége a végrehajtás.
Állandó nyomáson és hőmérsékleten spontán fordul elő csak azokat a kémiai reakciókat, amelyek csökkenése kíséri a Gibbs-féle szabad energia.
Más szóval, ΔG <0 (т.е. энергия Гиббса системы в исходном состоянии больше, чем в конечном) свидетельствует о возможности самопроизвольного осуществления реакции. Если же ∆G> 0, akkor a folyamat nem folytatódhat ilyen körülmények között.
A ismert értéke a standard képződéshő az entrópia és a standard anyag lehet megjósolni a lehetőségét, hogy egy kémiai reakció egy adott hőmérsékleten.
Alatt a standard Gibbs képződési energiája észre változása Gibbs energia képződése során a reakció 1 mól vegyület egyszerű anyagok. Mint a entalpia és entrópia:
szabvány Gibbs energia változás a kémiai reakció az összege a standard Gibbs képződési energiája reakciótermékek csökkentett összege a standard Gibbs energiái képződését a kiindulási anyagok.
Segítségével táblázat adatai tudjuk számítani a változást a Gibbs standard körülmények között.
Tekintsük a reverzibilis reakció:
N2 (g) + ZN2 (g) ↔ 2NH3 (g).
A standard körülmények között AH ° = - 92,4kDzh ΔS ° = -0,1978 kJ / K
Gibbs energia változás:
ΔG0 = ΔH0 - TΔS0 = -92,4 - (0,198 ∙ 298) = 92,4 + 59,0 = -33,4 kJ.
Tehát, normál körülmények között, a reakció az előre irányban, bár kíséri entrópiacsökkenés (uralkodik entalpia faktor). Holtjáték - bomlása ammónia hidrogén és nitrogén - ilyen körülmények között termodinamikai (elvileg) lehetetlen.
Ugyanakkor, mivel a hőmérséklet-emelkedés még inkább jelentős hatása az entrópia tényező.
Abban az esetben, a fordított reakció ΔG természetesen ellenkező előjelű. Már 500K lehetővé válik elvileg a bomlás ammónia. Abban 800K ez a tulajdonság növeli.
Amikor a entalpia és entrópia cselekvési tényezők kiegyenlítik egymást, azaz, AG = 0. Ez hozza állapotban kémiai egyensúly. Ebben az esetben az arány az előre reakció fordított sebesség.
Kémiai egyensúlyi állandó kapcsolatban van a változás a Gibbs energia egyenlet: ΔGreak. = -R A K
Gibbs energia változás csak az határozza meg a kémiai reakciók lehetőségét. A specifikus reakciókörülmények az áramlási sebesség lehet végtelenül kicsi. Ez annak köszönhető, hogy az aktiválási energia gáton, amikor melegítjük vagy megvilágított napfény reakció azonnal jelentkeznek.