Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО

ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО (сродство р-ции), параметр термодинамич. системы, характеризующий отклонение от состояния хим. равновесия. Если р-цию записать в виде ур-ния:

5099-25.jpg

где L1, ..., Lk - исходные реагенты, Lk+1, ..., Lk+m - продукты р-ции, v1, ..., vk и vk+1 , ..., vk+m - стехиометрич. коэф., то химическое сродство А равно:

5099-26.jpg

где5099-27.jpg5099-28.jpg - хим. потенциалы соотв. исходных реагентов и продуктов. В состоянии равновесия

5099-29.jpg

При A > 0 неравновесное состояние системы характеризуется избытком исходных реагентов и для достижения равновесия р-ция должна идти слева направо; при А < 0, наоборот, система содержит избыток продуктов и р-ция должна идти в противоположном направлении. Химическое сродство равно макс. полезной работе р-ции, взятой со знаком минус. Химическое сродство определяет собственно хим. процесс, связанный лишь с изменением состава системы и не связанный с работой по преодолению сил внеш. давления (см. Максимальная работа реакции).
Единица измерения химического сродства - Дж/моль.

Стандартное химическое сродство А0 определяется соотношением:

5099-30.jpg

где5099-31.jpg - стандартные хим. потенциалы соотв. реагентов и продуктов (см. Стандартное состояние). Стандартное химическое сродство связано со стандартным изменением энергии Гиббса5099-32.jpg и константой равновесия р-ции К:

5099-33.jpg

где Т - абс. т-ра; R - газовая постоянная.
В хим. термодинамике химическое сродство рассматривается в сочетании с хим. переменной5099-34.jpg (наз. также степенью полноты р-ции, числом пробегов р-ции). Если в системе изменение чисел молей компонентов dni происходит лишь в результате хим. р-ции (закрытая система), то dni связаны соотношением:

5099-35.jpg

Интегрирование этого соотношения приводит к выражениям:

5099-36.jpg5099-37.jpg

где5099-38.jpg5099-39.jpg - соотв. числа молей исходных компонентов и продуктов в начальный момент времени. Эти выражения являются определяющими для хим. переменной5099-40.jpg Энергия Гиббса системы

5099-41.jpg

С помощью химического сродства и хим. переменной можно провести термодинамич. описание закрытой системы, где обратимо протекает хим. р-ция, способом, отличным от традиционного описания Гиббса. Цель подобного описания - уменьшить число переменных ni, nj благодаря учету стехиометрии р-ции. Полные дифференциалы термодинамических потенциалов такой системы - внутр. энергии U, энтальпии H, энергии Гиббса G, свободной энергии Гельмгольца F - м. б. представлены в виде ф-л:

5099-42.jpg

(S - энтропия системы; V - объем; р - давление). Отсюда следует:

5099-43.jpg

т. е. химическое сродство является производной любого термодинамич. потенциала по хим. переменной при постоянстве естеств. переменных каждого из потенциалов. В этих выражениях член5099-44.jpg заменяет сумму5099-45.jpg используемую при традиционном (Гиббсовом) описании. При этом вместо числа переменных (k + т)достаточно одной независимой переменной5099-46.jpg Если в системе протекает r независимых р-ций, для описания системы нужно ввести r хим. переменных и r величин химического сродства А.
Химическое сродство и хим. переменную5099-47.jpg обычно относят к т. наз. внутренним параметрам макроскопич. системы. Это означает, что, во-первых, А и5099-48.jpg однозначно выражаются через параметры системы (хим. потенциалы, числа молей) и стехиометрич. коэф. и, во-вторых, A и5099-49.jpg не характеризуют однозначно состояние термодинамич. равновесия (А = 0 для всех состояний равновесия). В термодинамике необратимых процессов величина А/Т рассматривается как обобщенная термодинамич. сила, а скорость хим. р-ции5099-50.jpg - время) - как обобщенный поток. Произведение (A/T)w обусловливает произ-во энтропии в системе вследствие хим. реакции. Вблизи состояния термодинамич. равновесия постулируется связь между w и А/Т типа:

5099-51.jpg

коэф. Lхим наз. хим. проводимостью.
Понятие химического сродства введено Т. де Донде в 1922.

Лит. см. при ст. Термодинамика необратимых процессов, Термодинамические потенциалы.

М. В. Коробов.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн