Энергия Гиббса как критерий самопроизвольного протекания химических процессов

Изменение энтальпии в ходе химической реакции не служит критерием ее направления. Самопроизвольно могут протекать как экзотермические, так и эндотермические реакции, хотя при обычных условиях последние и менее многочисленны.

Функцией, учитывающей совместное влияние энтальпии и энтропии, является энергия Гиббса (G):

(23)

где – изменение энергии Гиббса в реакции; – изменение энтальпии в реакции; – изменение энтропии в реакции; – температура.

Изменение энергии Гиббса является мерой устойчивости системы при постоянном давлении.

22) Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем.

Диаграмма плавкости веществ с неограниченной растворимостью в жидком и полной нерастворимостью в твердом состоянии Этот тип диаграмм характерен для веществ, заметно отличающихся структурой кристаллов. Диаграмма температура-состав строится на основании кривых охлаждения (нагревания). Кривые охлаждения - графическое изображение зависимости температуры от времени для исходных чистых веществ A и B и их смесей различного состава. Вид этих кривых свидетельствует о наличии или отсутствии фазовых превращений при некоторых определенных температурах или в интервале температур).

Рисунок 6.11

Построение диаграммы плавкости для веществ, полностью растворяющихся в жидком и нерастворяющихся в твердом состояниях: а) кривые охлаждения; б) диаграмма плавкости

Расплав чистого компонента можно рассматривать как растворитель. Согласно закону Рауля, добавление второго компонента (растворенного вещества) вызывает понижение температуры кристаллизации системы (раствора). При охлаждении расплава, пока в охлаждаемой системе не происходит фазовых превращений, температура расплава падает с определенной скоростью. Появление кристаллов сопровождается выделением теплоты кристаллизации и замедляет или приостанавливает падение температуры, вызывая излом или площадку на кривой охлаждения. Из анализа кривых охлаждения (рис. 6.11а) следует, что смеси веществ при охлаждении претерпевают по два фазовых превращения, и изломы на их кривых характеризуют начало выделения из расплава кристаллов вещества A (кривая 2) или вещества B (кривая 4), а площадки - выделение эвтектической смеси, насыщенной в отношении обоих компонентов. Таким образом, кристаллизация жидкой смеси в отличие от кристаллизации чистого вещества (кривые 1,5) сопровождается изменением состава жидкой фазы и лежит в некотором температурном интервале. Смесь эвтектического состава (кривая 3) кристаллизуется подобно чистым компонентам при постоянной температуре, поэтому дает монотонную кривую охлаждения с горизонтальным участком при эвтектической, наименьшей для данной системы температуре. После окончания кристаллизации идет охлаждение отвердевшей системы до температуры окружающей среды. Определив с помощью кривых охлаждения температуры кристаллизации для смесей различных составов, строят диаграмму состояния.

23) Окислительно-восстановительные процессы. Процессы окисления и восстановления ОВР. Метод электронного баланса.

Окислительно-восстановительные реакции:

это такие реакции, которые протекают с переходом электронов от одних атомов (восстановителя) к другим (окислителю).

Степень окисления – условный заряд, который приписывают данному химическому элементу в соединении исходя из предположения о полном смещении электронной плотности от менее электроотрицательного к более электроотрицательному элементу.

Степень окисления изменяется либо в результате полного перехода электронов от одного участника процесса к другому, либо за счет перераспределения электронной плотности между атомами реагентов.

При протекании окислительно-восстановительных реакциях происходит процесс окисления и процесс восстановления.

В качестве окислителей и восстановителей могут выступать как простые и сложные вещества, так и ионы, содержащие в своем составе элементы, изменяющие степень окисления в процессе реакции.

Проявление окислительно-восстановительных свойств атомов различных элементов зависит:

1) от положения элемента в периодической системе:

2) от степени окисления элемента в веществе: