Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Энергитические эффекты при фазовых переходах.

Изменение энтальпии системы не может служить единственным критерием

самопроизвольного осуществления химической реакции, поскольку многие эндотермические процессы протекают самопроизвольно. Иллюстрацией этого служит растворение некоторых солей (например, NH4NO3) в воде, сопровождающееся заметным охлаждением раствора.

Необходимо учитывать еще один фактор, определяющий способность самопроизвольно

переходить из более упорядоченного к менее упорядоченному (более хаотичному)

состоянию.

Энтропия (S) – термодинамическая функция состояния, которая служит мерой

беспорядка (неупорядоченности) системы. Возможность протекания эндотермических

процессов обусловлена изменением энтропии, ибо в изолированных системах энтропия

самопроизвольно протекающего процесса увеличивается ΔS > 0 (второй закон

термодинамики).

Больцман определил энтропию как термодинамическую вероятность состояния

(беспорядок) системы W. Поскольку число частиц в системе велико (число

Авогадро NA = 6,02•1023), то энтропия пропорциональна натуральному логарифму

термодинамической вероятности состояния системы W:

S = R • ln W

Размерность энтропии 1 моля вещества совпадает с размерностью газовой постоянной

R и равна Дж•моль–1•K–1 (или Дж/моль•К). Для химической реакции изменение энтропии

аналогично изменению энтальпии:

ΔS⁰х.р. = Σ S⁰ _{298 кон} – Σ S⁰ _298.нач

Здесь ΔS° соответствует энтропии стандартного состояния. Стандартные энтропии

простых веществ не равны нулю. В отличие от других термодинамических функций

энтропия идеально кристаллического тела при абсолютном нуле равна нулю (постулат

Планка), поскольку W = 1.

Энтропия вещества или системы тел при определенной температуре является

абсолютной величиной. Энтропия зависит от:

1. Агрегатного состояния вещества. Энтропия увеличивается при переходе от

твердого к жидкому и особенно к газообразному состоянию (вода, лед, пар).

2. Изотопного состава (H2O и D2O).

3. Молекулярной массы однотипных соединений (CH4, C2H6, н-C4H10).

4. Строения молекулы (н-C4H10, изо-C4H10).

5. Кристаллической структуры (аллотропии) – алмаз, графит.

6. От температуры.

Следовательно, стремление системы к беспорядку проявляется тем больше, чем выше

температура. Произведение изменения энтропии системы на температуру TΔS

количественно оценивает эту тендецию и называется энтропийным фактором.

4.1.2 Энтропия и ее изменение при химических реакциях и фазовых переходах.