Термодинамические функции состояния: энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Критерий самопроизвольного протекания химических процессов в закрытых системах. Методы расчета изменения энергии Гиббса реакции при стандартных условиях.

Другие предметы Университет Термодинамика химических процессов термодинамические функции состояния энергия Гиббса энергия Гельмгольца самопроизвольное протекание процессов закрытые системы изменение энергии Гиббса стандартные условия методы расчета энергии химические реакции университетская химия Новый

Термодинамические функции состояния, такие как энергия Гиббса и энергия Гельмгольца, играют важную роль в изучении химических процессов и их самопроизвольности. Давайте рассмотрим каждую из этих функций и критерии самопроизвольного протекания реакций.

1. Энергия Гиббса (G)

Энергия Гиббса определяется как:

G = H - TS

где H - энтальпия, T - температура в кельвинах, S - энтропия. Энергия Гиббса позволяет оценить, будет ли реакция протекать самопроизвольно при постоянной температуре и давлении. Если изменение энергии Гиббса (ΔG) для реакции меньше нуля, то реакция будет самопроизвольной.

2. Энергия Гельмгольца (A)

Энергия Гельмгольца определяется как:

A = U - TS

где U - внутренняя энергия системы. Энергия Гельмгольца используется для анализа процессов при постоянном объеме и температуре. Подобно энергии Гиббса, если изменение энергии Гельмгольца (ΔA) меньше нуля, реакция также будет самопроизвольной.

3. Критерий самопроизвольного протекания

Для определения самопроизвольности химических процессов в закрытых системах используются следующие критерии:

• Если ΔG < 0, процесс самопроизвольный.
• Если ΔG = 0, система находится в равновесии.
• Если ΔG > 0, процесс не самопроизвольный.

4. Методы расчета изменения энергии Гиббса реакции при стандартных условиях

Существует несколько методов для расчета изменения энергии Гиббса реакции (ΔG°) при стандартных условиях:

1. Метод стандартных энтальпий образования: ΔG° можно рассчитать как разницу между суммой стандартных энтальпий образования продуктов и реагентов.
2. Метод стандартных энтропий: Используя стандартные значения энтропий, можно рассчитать ΔG° по формуле ΔG° = ΔH° - TΔS°, где ΔH° - изменение энтальпии реакции, а ΔS° - изменение энтропии.
3. Метод таблиц термодинамических свойств: Используя таблицы, можно найти значения ΔG° для известных реакций и использовать их для расчета новых реакций.

Таким образом, термодинамические функции состояния и критерии самопроизвольности помогают нам понять, как протекают химические реакции и какие условия необходимы для их осуществления.