17. Критерии химического средства в изолированных и в неизолированных системах.

Совокупность веществ, находящихся во взаимодействии и мысленно выделенная из окружающей среды - система. Изолированная система- если система не обменивается веществом или энергией с окружающей средой. В противном случае система неизолированная.

Критерий в изолированных системах: изменение энтропии.

Критерий в неизолированных системах: изменение изобарно-изотермического потенциала.

18. Химическое равновесие. Константа равновесия. Связь ее с энергией Гиббса.

На рис. показано изменение скоростей прямой и обратной реакции с течением времени. Вначале, при смешении исходных веществ, скорость прямой реакции велика, а скорость обратной реакции равна 0. По мере протекания реакции исходные вещества расходуются и их концентрации падают. В результате этого уменьшается скорость прямой реакции. Одновременно появляются продукты реакции, и их концентрация возрастает. Вследствие этого начинает идти обратная реакция, причем ее скорость постепенно увеличивается. Когда скорости прямой и обратной реакции становятся одинаковыми, наступает хим. равновесие(динамическое равновесие, этим подчеркивается, что при равновесии протекают и прямая, и обратная реакции, но их скорости одинаковы, вследствие чего изменений в системе не заметно).

Количественной характеристикой хим.равновесия служит величина, называемая константой хим. равновесия: K_c=[P]^p[Q]^q…/([A]^a[B]^b…)., где большие буквы обозначают формулы веществ, а маленькие- коэффициенты в уравнении реакции. Константа равновесия реакции связана со стандартным изменением энергии Гиббса уравнением: ∆G⁰(T)=-RTlnK_c=exp[-∆G⁰(T)/RT]. Эти уравнения дают возможность, зная ∆G⁰, вычислять константу равновесия и, наоборот, по экспериментально найденному значению константы равновесия определять ∆G⁰ реакции.

19.Скорость хим. Реакций(гомогенные и гетерогенные).

Система, состоящая из веществ, находящихся в одной фазе - гомогенная (смесь азота, кислорода). Система, состоящая из веществ, находящихся в разных фазах и имеющая хотя бы одну поверхность раздела - гетерогенная(молоко, дым).

Если реакция протекает в гомогенной системе, то она идет во всем объеме этой системы. Например, при сливании (и перемешивании) растворов серной кислоты и тиосульфата натрия помутнение, вызываемое появлением серы, наблюдается во всем объеме раствора: H₂SO₄+Na₂S₂O₃=Na₂SO₄+H₂O+SO₂↑+S↓. Процесс хим. превращения исходных веществ в продукты реакции, протекающий в гомогенной системе (пределах одной фазы), гомогенной хим. реакцией.

Если реакция протекает между веществами, образующими гетерогенную систему, то она может идти только на поверхности раздела фаз. Например, растворение металла в кислоте Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑ может протекать только на поверхности металла, потому что только здесь соприкасаются друг с другом оба реагирующих вещества. Такая реакция называется гетерогенной хим. реакцией.

Скорость хим. реакции- число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени, в единице объема(для гомогенных реакций) или на единице поверхности(для гетерогенных реакций) раздела фаз. Скорость гомогенной реакции и скорость гетерогенной реакции определяются различно. Мерой скорости хим. реакции называется количество вещества, вступившего в реакцию или образовавшегося при реакции за единицу времени в единицу объема системы(для гомогенной реакции) или на поверхности раздела фаз(для гетерогенной реакции- площадь поверхности тв. тела не всегда легко измерить, поэтому иногда скорость гетерогенной реакции относят не к единице площади поверхности, а к единице массы или объема твердой фазы). Мерой скорости реакции в гомогенной системе называется изменение концентрации какого-либо из веществ, вступающих в реакцию или образующихся при реакции, происходящее за единицу времени. Факторы, влияющие на скорость реакции: природа реагирующих веществ, их концентрации, температура, присутствие в системе катализаторов. Скорость некоторых гетерогенных реакций зависит также от интенсивности движения жидкости или газа около поверхности, на которой происходит реакция, скорости диффузии реагентов в конденсированной фазе и др. факторов. Для гомогенной реакции: v=∆n/V*1/∆t. Для гетерогенной реакции: v==∆n/δ*1/∆t.