7. Законы термохимии. Определение средней энергии связи.

Первое начало термодинамики

Второе начало термодинамики – в изолированной системе самопроизвольно могут протекать только процессы ведущие к увеличению неупорядоченности системы, т.е. росту энтропии.

Принцип Бертло-Томсена – в закрытой системе самопроизвольно будет идти та реакция, в результате которой выделится максимальное количество тепла.

Принцип Гиббса – ΔG=ΔH-TΔS если ΔG < 0, то реакция идет

Закон Лавуазье-Лапласа:

Тепловой эффект химической реакций, протекающих в прямом и обратном направлении, равны по величине и обратны по направлению.

Закон Гесса:

Тепловой эффект реакции не зависит от числа промежуточных стадий, а зависит от состояния исходных веществ и продуктов реакции.

Следствие из з-на Гесса: Энтальпия химреакции равна разности сумм энтальпий образования продуктов и энтальпий образования исходных вещ-в (с учетом количеств реагирующих вещ-в, т.е. стехиометрических коэффициентов).

Тепловой эффект кругового процесса = 0!

Средняя энергия хим связи (E_св) – Энергия, необходимая, для разрушения молекулы с образованием нейтральных атомов, отнесенная к общему количеству химических связей в молекуле.

Третий закон термодинамики утверждает, что энтропия идеального ионного кристалла при температуре абсолютного нуля (0 К) равна нулю.

8. Понятие энтропии. Стандартные значения энтропии, изменение энтропии в химической реакции.

Энтропия (S) –функция состояния вещества, мера неупорядо8ченности вещ-ва. (Дж/К)

Энтропия в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Изменение стандартной энтропии - ΔS⁰ Увеличение – положительное изменение энтропии.

ΔS⁰=∑ ΔS⁰_{продукты} - ∑ ΔS⁰_{реагентов}

∑ ΔS⁰= через стандартные энтальпий и энергии Гиббса веществ.

9. Энергия Гиббса. Стандартные значения свободной энергии. Изменение свободной энергии в химической реакции.

Энергия Гиббса при постоянной температуре равна: ΔG=ΔH-TΔS

Все самопроизвольные физические и химические процессы идут в направлении уменьшения энергии Гиббса. Они могут сопровождаться увеличением или уменьшением энтропии и энтальпии, но энергия Гиббса при этом всегда уменьшается. При самопроизвольных превращениях ΔG<0. Следовательно, превращению сопутствует уменьшение энтальпии (ΔH<0), и увеличение энтропии (ΔS>0).

Реакции, у которых значение ΔG<0, являются возможными. Это означает, что если реакция протекает самопроизвольно, то она идет в направлении превращения реагентов в продукты, а обратное превращение невозможно. Утверждение о возможности реакции ничего не говорит о ее скорости.

Если превращение совершается при стандартных условиях, т.е. концентрация (или давление) каждого реагента и продукта равны единице, то изменение энергии Гиббса равно стандартному ее изменению ΔG⁰. Значение ΔG⁰ легко определить из табличных значений стандартных энтальпий и энтропий.

10. Направление химической реакции. Принципиальная возможность протекания процесса.

Все самопроизвольные физические и химические процессы идут в направлении уменьшения энергии Гиббса. Они могут сопровождаться увеличением или уменьшением энтропии и энтальпии, но энергия Гиббса при этом всегда уменьшается.

По направлению протекания процесса: необратимые (при любых условиях самопроизвольный процесс в системе идет только в одном направлении) и обратимые (при одной и той же температуре процесс может протекать как в прямом, так и в обратном направлении в зависимости от соотношения реагентов)

Критерии необратимости:

• Выпадение осадка

BaCl₂+Na₂SO₄ BaSO₄(Осадок) + 2NaCl

• Выделение газов

Na₂S+2HCl = H₂S(газ)+2NaCl

• Образование комплексного соединения

Zn(OH)₂+4NH₃ = [Zn(NH₃)₄](OH)₂