Исходные Величина Продукты Исходные Продукты

1 2

продукты равновесия реакции продукты реакции

А – потенциал исходных веществ

В – потенциал конечных продуктов

С – равновесие

Подобно энтальпии абсолютное значение энергии Гиббса определить невозможно, точно можно определить изменения ΔG.

ΔG = Σ ΔG_{кон.веществ}- Σ ΔG _{исх. веществ}

ΔG⁰_f – энергия Гиббса для образования простых веществ равна нулю.

ΔG = ΔН - ТΔS

кДж/моль

Влияние энтальпийного и энтропийного факторов на направление процессов

Любому химическому процессу способствует сочетание условий

ΔН < 0; ΔS > 0

При этом надо иметь ввиду, что энтальпийный фактор ΔН мало зависит от температуры, а энтропийный Т∙ΔS растет с повышением температуры.

Пример: диссоциация водорода

H₂(г) = 2H (г)

не происходит при низкой температуре, однако согласно уравнению:

ΔG = ΔH – TΔS ≈ 436 – 0,0987 T

при Т > 4400 К может происходить.

Стандартное изменение энергии Гиббса – изменение энергии для процессов, в которых каждое вещество находится в стандартном состоянии ΔG⁰₂₉₈

Zn₍_к₎ + ½ O₂₍_г₎ = ZnO₍_к₎

ΔG⁰₂₉₈ = -321 кДж, следовательно эта реакция будет происходить при давлении О₂, меньшем, чем стандартное (1 атм) т.к. ΔG <<<0

N_2(г) + 2Н₂О_(ж) = NH⁺₄ ₍_p₎+ NO₂₍_p₎

ΔG⁰₂₉₈ = 358 кДж эта реакция невозможна

Au + O₂ = Au₂O₃

ΔG⁰₂₉₈ = 79 кДж Au₂O₃ нельзя получить, т.к. это соединение самопроизвольно разлагается на исходные продукты.

III закон термодинамики

Для расчета равновесных состояний систем используются измерения термических величин (теплоемкость, тепловой эффект), что позволяет избежать многочисленных исследований состояния равновесия, расчеты равновесия основаны на 3-ем законе термодинамики, который формулируется как 2 утверждения:

1) при приближении температуры к абсолютному нулю величины теплоемкости (С_Р, С_V) всех тел становятся равными нулю;

2) энтропия простых кристаллических тел стремится к нулю при приближении температуры к абсолютному нулю.

Задачи