Сродство химической реакции
Вновь запишем уравнение реакции в общей форме
n1A1 +n2A2 + ... +niAi +...= n1`B1 +n2`B2 +...+nj`Bj +... (7 - 1)
Пусть в ходе реакции количество вещества A1 изменяется на dna1 моль, вещества А2 - на dna2, ..., вещества Ai - на dnai, ..., вещества В1 - на dnb1, ...
В соответствии с одним из важнейших стехиометрических законов химии - законом эквивалентов - числа молей связаны между собой соотношением
(7 - 2)
Вводимая соотношением (7 - 2) величина x получила несколько названий: химическая переменная, число пробегов химической реакциии др.
Используя химическую переменную, введем еще одну величину А, которая называется сродством химической реакции.
Приводимое ниже выражение является определением сродства
(7 - 3)
Так как при постоянных Р и Т изменение энергии Гиббса со знаком минус равно максимальной полезной работе (-dG = dW`max), а бесконечно малое изменение химической переменной dx не изменяет состава системы, то
сродство имеет смысл максимальной полезной работы реакции при условии, что количества вступивших в реакцию и образовавшихся в ходе ее веществ равны стехиометрическим коэффициентам в уравнении этой реакции, а состав системы остается практически неизменным.
Подстановка -dW`max вместо dG в выражение (7 - 3) приводит к еще одной форме определения сродства
. (7 - 3а)
Напомним, что в общем случае приращение энергии Гиббса определяется равенством
.
Согласно определению сродства частная производная энергии Гиббса берется при постоянном давлении и постоянной температуре. Для данного случая можно записать
. (7 - 4)
Учитывая, что
,
из равенств (7 - 3) и (7 - 4) следует
(7 - 5)
Уравнение (7 - 5) играет огромную роль при описании химических процессов и химического равновесия.
Отметим, что сродство может быть выражено и с помощью других термодинамических функций, приращения которых при постоянных соответствующих параметрах равны максимальной полезной работе со знаком минус.
В дополнение к уравнениям (7 - 3) и (7 -3а) запишем следующие уравнения:
; (7 - 3b)
; (7 - 3c)
. (7 - 3d)
Дата добавления: 2015-07-24; просмотров: 536;