18.Энергетика химических процессов: тепловой эффект реакции, закон Гесса.

Энергетика химических процессов – часть химической термодинамики (часть общей термодинамики. Энергетическое состояние химической реакции как системы описывается с использованием следующих характеристик: U-внутренняя энергия, H-энтальпия, S-энтропия, G-энергия Гиббса. Закон Гесса может быть сформулирован так: тепловой эффект реакции, состоящей из нескольких промежуточных стадий,не зависит от этих промежуточных стадий или их последовательности, а полностью определяется начальным и конечным состояниями системы. Закон Гесса может быть выражен также следующим образом: если система посредством ряда химических превращений совершает круговой процесс при неизменных температуре и объёме или неизменных температуре и давлении, то алгебраическая сумма тепловых эффектов реакций должна быть равна нулю. В результате кругового процесса значения функций состояния остаются неизменными, а значит алгебраическая сумма тепловых эффектов должна быть равна нулю.

19.Второй и третий законы термодинамики. Энтропия

2-й закон — второе начало термодинамики: Второй закон термодинамики исключает возможность создания вечного двигателя второго рода. Имеется несколько различных, но в то же время эквивалентных формулировок этого закона. 1 — Постулат Клаузиуса. Процесс, при котором не происходит других изменений, кроме передачи теплоты от горячего тела к холодному, является необратимым, то есть теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких-либо других изменений в системе. Это явление называют рассеиванием или диссипацией энергии. 2 — Постулат Кельвина. Процесс, при котором работа переходит в теплоту без каких-либо других изменений в системе, является необратимым, то есть невозможно превратить в работу всю теплоту, взятую от источника с однородной температурой, не проводя других изменений в системе. -3й закон — третье начало термодинамики: Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю. Энтропи́я (от греч. ἐντροπία — поворот, превращение) в естественных науках — мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов. В частности, в статистической физике — мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации — мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы, а значит и количество информации; в исторической науке, для экспликации феномена альтернативности истории (инвариантности и вариативности исторического процесса).

20.Возможность самопроизвольного протекания химической реакции. Энергия Гиббса, уравнение Гиббса

С точки зрения химической термодинамики принципиальная возможность самопроизвольного протекания реакции определяется закономерностями превращения энергии, и в частности соотношением между энтальпией (от греч. «нагреваю») и энтропией (от греч. «поворот»). Но даже принципиальная возможность реакции не означает, что она будет происходить на достаточно заметном уровне. Дело в том, что для вступления в реакцию молекулам или атомам часто необходима активация исходных реагентов. Можно представить себе молекулы или атомы в виде альпинистов, собравшихся в «великий химический поход». Конечная их цель — химическая реакция, но для этого им необходимо преодолеть энергетическую «гору». В зависимости от того, какова эта гора, количество молекул, способных преодолеть ее, будет больше или меньше. Например, реакция образования аммиака из азота и водорода воздуха принципиально возможна и в обычных условиях идет, но чрезвычайно медленно. Механизм же преодоления вершины предусматривает образование промежуточного соединения; оно неустойчиво и существует сотые доли секунды, но именно оно стоит на вершине этой горы. Увеличить скорость реакции возможно либо путем увеличения начальной энергии «членов альпинистской команды», например нагреванием, либо используя катализатор.G=U+PV-TS