Основные понятия химической термодинамики

Любые химические реакции всегда сопровождаются теми или иными энергетическими эффектами: выделением или поглощением теплоты, света, совершением электрической или механической ра­боты. Энергетические эффекты в виде теплоты и работы, могут быть легко измерены и позволяют количественно охарактеризовать конкретную химическую реакцию, поведение в ней того или иного вещества - его реакционную способность, термическую устойчи­вость, кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства т др.

Изучением энергетических эффектов химических реакций, химических и физико-химических явлений занимается наука, называемая химической термодинамикой. Собственно термодинамика —. это наука о температуре, теплоте и работе (от греч. терме — теплота и динамис — сила, работа). С появлением и развитием энергетического подхода к химическим реакциям стало возможным предсказывать их направление, математически оценивать различия в химических свойствах веществ. Знание термодинамических закономерностей позволяет избежать постановки химических экспериментов, заранее обреченных на неудачу.

Особенностью химической термодинамики как науки является рассмотрение химических реакций в состоянии равновесия, когда реакция либо еще не началась, либо уже закончилась, и изменения во внешней среде отсутствуют.

В химической термодинамике широко используют понятие система. Под системой понимают произвольно выбранную часть пространства, содержащую одно или несколько веществ. Между отдельными частями системы возможно химическое взаимодействие или перераспределение массы и энергии.

Часть объема системы, обладающая во всех своих точках оди­наковыми физическими и химическими свойствами и отделенная от других частей системы поверхностью раздела, называется фазой.

По количеству фаз системы делят на гомогенные и ге­ терогенные. Гомогенной называется однофазная система, в которой все вещества находятся в одинаковом агрегатном состоянии, как правило, либо в газообразном, либо в жидком. Например, гомогенной будет система, в которой протекает реакция

Н₂(г) + Сl₂(г) = 2НСl(г)

Индексы (к), (ж) и (г) означают, что вещество находится в кристаллическом, жидком или газообразном состояниях.)

Гетерогенной называется многофазная система. В такой системе могут содержаться вещества или одно вещество в различных агрегатных состояниях.

Любая система отделена от внешней среды оболочкой, реальной или воображаемой.