ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Термодинамика - это наука, изучающая переходы энергии из одной формы в "дру­гую, от одних частей системы - к другим, а также направление и пределы самопроизвольного протекания процессов.

Химическая термодинамика - область химии, изучающая энергетику химических про­цессов, возможности и условия самопроизвольного протекания химических реакций, а также условия установления химического равновесия.

Объектом изучения термодинамики является система, т.е. тело или совокупность тел, состоящих из множества молекул или атомов, образующих различные химические веще­ства, мысленно или фактически обособленных от окружающей среды.

Химические вещества, входящие в состав системы, являются её составными частями или компонентами. Системы могут быть одно-, двух- и многокомпонентными.

Термодинамические системы делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неодно­родные). Гомогенные системы, в отличие от гетерогенных, не имеют поверхности раздела между отдельными участками, т.е. являются однофазными.

Под фазой подразумевается совокупность однородных частей системы, имеющих одинако­вый состав, строение, свойства отделенных от других частей системы поверхностью разде­ла или граничной поверхностью.

Термодинамические системы могут быть открытыми, закрытыми и изоли­рованными. В открытых системах имеет место обмен с окружающей средой, как вещест­вом, так и энергией. В закрытых системах обмен веществом с окружающей средой невозмо­жен. В изолированных системах отсутствуют какие-либо формы обмена.

В ходе различных превращений система переходит из одного энергетического со­стояния в другое. То или иное состояние системы определяется или характеризуется термо­динамическими параметрами.

Основными параметрами системы являются: объем, давление, температура и концен­трация. Другие параметры, зависящие от основных параметров, называются термодинамиче­скими функциями состояния системы.

В зависимости от того, какие параметры при переходе системы из одного состояния в другое остаются постоянными, процессы делятся на: изохорные (проходящие при постоянном объеме), изобарные (проходящие при постоянном давлении) и изотермические (проходящие при постоянной температуре).

При анализе химических процессов наиболее часто используют следующие термодинамические функции состояния системы:

внутренняя энергия Uи её изменение 𝛥U при V- const;

энтальпия(теплосодержание) Н и её изменение 𝛥Н при Р const;

энтропия S и её изменение 𝛥S;

энергия Гиббса G и её изменение 𝛥G при Р- const и Т- const.

Для функций состояния системы характерно то, что их изменение в химической реак­ции определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути или способа протекания процесса.