14. Понятие об энергии Гиббса и ее изменении. Критерий самопроизвольности процессов. Стандартная энергия Гиббса. Примеры расчетов. 15. Химич...
Условие:
Решение:
- Энергия Гиббса (G) - это функция состояния системы, которая определяет ее способность производить работу при постоянной температуре и давлении. Изменение энергии Гиббса (ΔG) в процессе позволяет определить, будет ли процесс самопроизвольным или нет. Если ΔG < 0, процесс будет самопроизвольным, то есть будет идти без внешнего воздействия. Если ΔG > 0, процесс не будет самопроизвольным и потребует внешней энергии для его осуществления. Если ΔG = 0, система находится в равновесии.
Стандартная энергия Гиббса (ΔG°) - это энергия Гиббса, связанная с процессом при стандартных условиях (25°C, 1 атм давления и определенной концентрации веществ). Она может быть использована для расчета энергии Гиббса при других условиях с помощью уравнения ΔG = ΔG° + RTln(Q), где R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах, Q - отношение активностей реагентов и продуктов.
Примеры расчетов энергии Гиббса могут включать определение энергии Гиббса при различных температурах, расчет энергии Гиббса для реакции с известными концентрациями реагентов и продуктов, или расчет энергии Гиббса для реакции с известными стандартными энергиями Гиббса реагентов и продуктов.
- Химическое равновесие - это состояние системы, при котором скорости прямой и обратной реакций становятся равными, и концентрации реагентов и продуктов остаются постоянными со временем. Необратимые процессы - это процессы, которые проходят только в одном направлении и не достигают равновесия. Обратимые процессы - это процессы, которые могут идти в обоих направлениях и достигать равновесия.
Гомогенное равновесие - это равновесие, при котором все реагенты и продукты находятся в одной фазе. Гетерогенное равновесие - это равновесие, при котором реагенты и продукты находятся в разных фазах.
Условия химического равновесия включают постоянство температуры, давления и концентраций реагентов и продуктов. Закон действующих масс - это закон, который устанавливает, что скорости прямой и обратной реакций в химическом равновесии пропорциональны концентрациям реагентов и продуктов, возведенным в степени, равной их коэффициентам в уравнении реакции.
Примеры расчетов химического равновесия могут включать определение концентраций реагентов и продуктов в равновесии, расчет равновесной постоянной (K) с использованием концентраций или давлений, или определение эффекта изменения условий на равновесие с помощью принципа Ле Шателье.