Термодинамика химических реакций

В результате изучения материала данной главы студент должен:

знать

• • что такое третий закон термодинамики;
• • как зависит от температуры тепловой эффект химической реакции;
• • как зависит от температуры и давления равновесие химической реакции;

уметь

• вычислять термодинамические характеристики индивидуального вещества (внутреннюю энергию, энтальпию, энтропию, энергию Гиббса) и химической реакции (константу равновесия реакции, изменение энтальпии, энтропии, теплоемкости и энергии Гиббса реакции);

владеть

• • навыками использования источников информации о термодинамических свойствах индивидуальных веществ;
• • навыками расчета термодинамических характеристик индивидуальных веществ и химических реакций.

Ключевые слова, координата реакции, химическое сродство реакции, стандартное фазовое состояние элемента, химический потенциал, компонент, равновесие химической реакции, полная энтальпия вещества.

В данной главе рассматриваются вопросы термодинамики химических реакций. Излагаются основные понятия и законы термодинамики химической реакции: закон определенных отношений, координата реакции, химическое сродство реакции, термодинамические характеристики реакции. Рассматриваются особенности теплоемкости твердых веществ, постулаты Нернста и Планка, третий закон термодинамики. Далее рассматриваются основные законы термохимии, закон Гесса и следствия из него, зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Здесь мы вынуждены вновь обратиться к теме «Термодинамические свойства веществ». Ранее, в гл. 10, этот вопрос освещался с точки зрения теплофизики. В настоящей главе он рассмотрен с точки зрения термохимии. Показано, как можно рассчитать значение химического потенциала и других термодинамических характеристик идеальных многокомпонентных систем. Рассмотрены уравнение Клапейрона — Клаузиуса и условия равновесия химической реакции, вводится понятие константы равновесия, приводятся законы действующих масс и Вант — Гоффа, уравнение изотермы реакции, анализируется влияние давления и температуры на равновесие реакции. Коротко рассматриваются особенности гетерогенных реакций.