Термодинамика химических реакций

Химическая термодинамика изучает применение законов термодинамики к химическим и физико-химическим процессам. Сама термодинамика подразделяется на 3 составляющих:

1. Термохимия, которая рассматривает энергетические эффекты реакции на основе первого начала термодинамики.

2. Изучение термодинамических функций. Изменение которых определяет устойчивость системы, направление самопроизвольного протекание процесса и равновесие на основе второго начала термодинамики.

3. Изучение констант равновесия и расчет концентраций участников реакций в момент равновесия на основании второго и третьего законов термодинамики.

Первый закон термодинамики – закон сохранения энергии: энергия не исчезает никуда и не возникает ниоткуда, а просто переходит из одной формы в другую.

Закон Гесса: если химический процесс осуществляется без изменения давления и температуры и в отсутствии полезной работы, то количество энергии, которая система выделяет или поглощает в форме теплоты равно изменению энтальпии системы.

Второй закон термодинамики: невозможна самопроизвольная передача теплоты от более холодного тела к более тёплому. То есть, этот закон говорит, что для необратимых процессов: .

Третий закон: при приближении к абсолютному нулю энтропии чистых тел в конденсированном состоянии равна нулю.

При постоянной температуре и объеме процесс описывается функцией Гельмгольца (изохорно-изотермический) T = const, V = const:

Обычно пользуются уравнением Гиббса, так как большинство химических реакций идут при постоянном давлении T = const, P = const (изобарно-изотермический):

.

За стандартное состояние вещества принимается состояние вещества в виде идеального газа (для газов и паров) при стандартных условиях.

Для жидкостей и кристаллов за стандартное состояние принимается состояние, соответствующее фиктивному состоянию идеального газа.

Все эти величины приведены в таблицах и рассчитываются при наиболее стабильной модификации, и рассчитываются за счет того, что соединение состоит из простых веществ.