Уравнение изотермы реакции Вант-Гоффа
Запишите уравнение изотермы реакции Вант-Гоффа и проведите его анализ:
а) какие концентрации используются в первом и во втором членах скобки?
б) в каком случае реакция идет самопроизвольно в прямом направлении?
в) при каком условии реакция в прямом направлении не идет?
г) какому состоянию отвечает условие ∆G = 0 и ∆F = 0?
д) как называются потенциалы, если исходные концентрации равны единице?
е) что такое химическое сродство, что является мерой химического сродства?
Особенности использования уравнений изотермы реакции Вант-Гоффа:
а) все ли реакции, для которых ∆G < 0, идут самопроизвольно в прямом направлении?
б) все ли реакции, для которых ∆G < 0, являются обратимыми?
в) в каком случае реакция не будет протекать ни при каких условиях?
г) можно ли в принципе провести реакцию, для которой ∆G > 0 при указанных условиях?
Вопросы и задачи для самоконтроля знаний
За счет чего совершается максимальная работа химической реакции при постоянных объеме и температуре?
Сформулируйте условия самопроизвольного протекания реакций, сопровождающихся:
увеличением энтропии и энтальпии;
уменьшением энтальпии и энтропии;
увеличением энтропии и уменьшением энтальпии;
уменьшением энтропии и увеличением энтальпии.
Для каких условий справедливо уравнение ∆H = T∆S?
Для некоторой реакции ∆H = 100 кДж/моль, а ∆S = 40 Дж/моль·К. При какой температуре установится равновесие, если ∆H и ∆S от температуры не зависят? Ответ: 2500 К
Изменение стандартной свободной энергии Гиббса для одной реакции ∆G1 = -35 кДж/моль, а для другой ∆G2 = -25 кДж/моль. Какая из двух реакций характеризуется большей величиной константы равновесия? Какая реакция протекает полнее?
Рассчитайте изменение энергии Гиббса в процессе усвоения в организме человека сахарозы, который сводится к её окислению:
C12H22O11 (к) + 12O2 (г) = 12CO2 (г) + 11H2O (ж), если
∆G C12H22O11 = -1545 кДж/моль
∆G CO2 = -394 кДж/моль
∆G H2O = -237 кДж/моль
Ответ: -5790 кДж/моль
В каком направлении пойдет реакция
H2
+
I2
= HI
, для которой Кс
= 6,76, а
концентрации Ć(Н2)
= Ć(I2)
= Ć(HI)?
Ответ: в прямом направлении
В рабочей тетради
Сделайте математические выводы объединенных уравнений первого и второго законов термодинамики, энергии Гельмгольца и энергии Гиббса.
Графически покажите изменение термодинамических потенциалов в ходе самопроизвольного и несамопроизвольного процессов.
Запишите уравнение изотермы реакции Вант-Гоффа.
Ответьте на вопросы и задачи для самоконтроля.
Выпишите все математические формулы изученной темы.
Тема 3. Фазовое равновесие Учебные цели
На занятии будет рассмотрено равновесие в гетерогенных системах, в которых отсутствует химическое взаимодействие между компонентами, а происходит только переход компонентов из одной фазы в другую.
При изучении фазовых равновесий широко пользуются диаграммами состояния, на которых отражается зависимость состояния системы от внешних условий или от состава системы. Расшифровка диаграммы состоит в объяснении значений каждой линии, точки, плоскости, а также физического смысла того или иного геометрического образа. Диаграмма состояния, построенная в масштабе по нескольким опытным данным, позволяет определить состояние системы при любых заданных условиях. Так, в фармации, пользуясь диаграммами состояния, можно:
предусмотреть и устранить «несовместимость физическую» (отсыревание порошков, расслоение эмульсий) и «несовместимость химическую» (взаимодействие между компонентами с образованием новых соединений),
улучшить качество лекарств,
увеличить биологическую доступность,
подбирать состав основ для суппозиториев (медицинские свечи) и т.д.
Изучив тему, вы должны
«знать» -
Правило фаз Гиббса.
Диаграмму состояния воды.
Сущность термического анализа и принцип построения по кривым охлаждения диаграммы состояния двухкомпонентной системы.
Анализ диаграммы состояния двухкомпонентной системы без химических соединений, твердых растворов и одной эвтектикой.
«уметь рассчитывать» -
Число независимых компонентов.
Число равновесных фаз.
Число степеней свободы.