Вопрос 8.

• Уравнение изотермы химической реакции

• Определение направления химической реакции

Уравнение изотермы химической реакции (уравнение Вант-Гоффа).

=-RTlnKp – для веществ, взятых в стандартном состоянии.

Определение направления химической реакции.

Известно, что направление химической реакции определяется знаком изменения энергии Гиббса.

• Если ∆G<0, то реакция идет в прямом направлении (слева направо)

• Если ∆G>0, то реакция самопроизвольно должна идти в обратном направлении

• Если ∆G=0, то система находится в состоянии равновесия

Вопрос 9.

• Принцип смещения равновесий

• Примеры его использования

Принцип смещения равновесий (принцип Ле Шателье).

Равновесие смещается в сторону, обратную оказанному воздействию. Система стремится свести на нет оказанное воздействие.

Если повышаем t, смещается влево, если P, то вправо.

Для эндотермических процессов (∆Н>0) для смещения равновесия вправо, то есть для более полного протекания процесса, необходимо повышение температуры. Для экзотермических процессов (∆H<0) протеканию процесса будет способствовать охлаждение системы.

Примеры его использования.

Принцип Ле Шателье используется для моделирования различных технологических процессов. В 1894 г. он вывел уравнение, устанавливающее зависимость между растворимостью, температурой процесса и теплотой плавления вещества. Независимо от Ф. Габера в 1901 г. Ле Шателье нашёл условия синтеза аммиака.

Применяя принцип Ле Шателье, можно качественно определить влияние температуры и давления на положение равновесия и предсказать, какие условия будут способствовать протеканию процесса в желаемом направлении. Если в процессе образуется большее число газообразных молей веществ, чем вступает в реакцию, то для смещения равновесия вправо необходимо понижать давление в системе. Если процесс идет с уменьшением числа молей газообразных компонентов, то чтобы повысить его эффективность, нужно повысить давление в системе.

Вопрос 10.

• Влияние температуры на прочность оксидов металлов

• Диаграмма зависимости стандартной энергии Гиббса образования оксидов от температуры

Влияние температуры на прочность оксидов металлов.

Диссоциация - разложение соединений под действием Т. Если давление больше давления в окружающей среде, то идёт диссоциация. Kp=(Po₂*a²*Me)/(a²*MeO)=Po₂; Po₂-равновесное парциальное давление. Чем меньше Po₂,тем прочнее оксид(и наоборот). 2MeO=2Me+O₂, если Т увеличивается, то процесс =>,если Po₂ увеличивается ,то процесс <=.

Параметры прочности:

1)∆G=RT(lnP’o₂-lnPo₂). Чем меньше G,тем прочнее оксид. Где прямые ломаются - фазовый переход. С уменьшением Т прочность оксида уменьшается. Фазовые превращения Ме (плавление) понижают прочность оксида. А то, что происходит с оксидом, увеличивает прочность. Чем меньше Po₂,тем прочнее оксид(и наоборот).

Вопрос 11.

• Химический потенциал

• Кислородный потенциал газовой атмосферы

• Условие окисления метала в газовой атмосфере

Химический потенциал.

Химический потенциал μi означает стремление компоненты покинуть фазу. μi пар > μi раствор – переходит в раствор; μi пар = μi раствор μi пар < μi раствор – испарение раствора;

Для однокомпонентной системы вместо приведенного можно записать

G_m - мольная энергия Гиббса компонента (индивидуального вещества).

Д ля компонента смеси идеального газа, находящегося в нестандартных условиях:

- химический потенциал i –го компонента при температуре Т и 298 К соответственно.

- парциальное давление компонентов в газовой смеси.

Кислородный потенциал газовой атмосферы.

Πо=RTln PO2 - кислородный потенциал, мера прочности.

Условие окисления метала в газовой атмосфере.

С=К+n-f, К–число компонентов; С – число степеней свободы; n – число независимых внешних параметров; f - число фаз; Число степеней свободы означает число параметров, которые можно менять без изменения числа фаз. (С–число независимых параметров, которые определяют равновесие реакции – в химических реакциях). Число компонентов = число веществ, участвующих в реакции.