Введение в химическую термодинамику

воображаемой поверхностью раздела.

Система

Открытая.
U, V, n

Закрытая.
U, V, n

Изолированная.
U, V, n

Термодинамические свойства – любые свойства системы, имеющие меру.

Равновесное состояние
Все свойства постоянны во времени. В системе отсутствуют потоки

Неравновесное состояние
Хотя бы одно свойство непостоянно во времени.

те же состояния, и в результате ни в системе, ни в окружении нет изменений.

Необратимый
Возврат в обратное состояние невозможен.

протекает одна или несколько химических реакций, причем скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой.

Константа равновесия – величина, определяющая сравнительную глубину протекания прямой и обратной реакций.

aA + bB ↔ cC + dD

 

какое-либо условие (температура, давление, концентрация), то равновесие смещается таким образом, чтобы компенсировать это изменение.

N2 + 3 H2 ↔ 2 NH3 + Q

Температура.
При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении – в направлении экзотермической.
Пример: если надо сместить равновесие ВЛЕВО, температуру надо повысить, если ВПРАВО – понизить.

химическое равновесие смещается в направлении образования веществ (или исходных продуктов) с меньшим объемом; при понижении сдвигается в сторону с большим объемом.
Пример: если надо сместить равновесие ВЛЕВО, давление надо понизить, если ВПРАВО – повысить.

одного из исходных веществ равновесие сдвигается в направлении образования продуктов реакции, одного из продуктов реакции – в направлении образования исходных веществ.
Пример: если надо сместить равновесие ВЛЕВО, надо повысить концентрацию NH3, если ВПРАВО – повысить концентрацию N2 или H2.

от внешнего воздействия, приходит в состояние равновесие, из которого она не может быть выведена без оказания внешнего воздействия.
2. О транзитивности.
Если система А находится в равновесии с системой В, а система В находится в равновесии с системой С, то системы А и С также находятся в равновесии.

Знаки !!!
A Система совершает работу – берем A со знаком «-»
Над системой совершают работу – берем A со знаком «+»
2. Q Система передает тепло вовне – Q со знаком «-»
Система получает тепло извне – Q со знаком «+»

ΔV
Стандартная энтальпия
…образования вещества X – это взятый со знаком «минус» тепловой эффект реакции образования 1 моль вещества X из простых веществ в стандартном состоянии
…реакции – это энтальпия реакции между веществами в стандартном состоянии.
Она равна сумме стандартных энтальпий образования продуктов за вычетом суммы стандартных энтальпий образования реагентов.
Также она равна взятому со знаком «минус» тепловому эффекту этой реакции:
ΔH = - Q

Н -энтальпия

P - давление

V - объём

определяется только начальным и конечным состоянием участников реакции при условии при условии, что:
1) Температура реагентов и продуктов одинакова.
2)Единственный вид работы в системе – работа расширения.

U - внутр.
энергия системы

А - работа

Q - количество теплоты

Н - энтальпия

P - давление

теплоты

Н - энтальпия

P - давление

A+B→C+D, ΔHr1
С+D→E, ΔHr2
A+B→E ΔHr3 = ΔHr2 + ΔHr1
E→A+B ΔHr4 = - ΔHr1 - ΔHr2 = -ΔHr3

Энтальпии можно складывать как угодно.
Например, так:

протекании в изолированной системе самопроизвольного процесса эта функция возрастает, если процесс необратим, остается неизменной, если процесс обратим.
«Мера беспорядка» в системе.
Энтропия идеального кристалла при Т = 0 К равна нулю => энтропию можно посчитать точно
ΔS=(1/T)*ΔU+(P/T)ΔV

U - внутр.
энергия системы

А - работа

Q - количество теплоты

Н - энтальпия

P - давление

S - энтропия

Энтропия изолированной системы не может уменьшаться