Читайте также:
|
|
Для химической реакции, протекающей при р, Т = const:
аА + вВ = eЕ + lL,
стандартное изменение энергии Гиббса равно
.
Так как
получим
, (3.3)
где – максимальная полезная работа реакции, протекающей в стандартных условиях
Максимальная работа процесса в соответствии с уравнением Гиббса-Гельмгольца равна:
.
Для того чтобы найти производную продифференцируем уравнение (3.3) по температуре:
.
Подставим в уравнение максимальной работы Гиббса-Гельмгольца выражения для максимальной работы и ее производной по температуре:
.
Отсюда получим
(3.4)
Полученное уравнение называется уравнением изобары Вант-Гоффа.
Аналогично при V, T = const получаем уравнение изохоры Вант-Гоффа:
(3.5)
Полученные уравнения (3.4), (3.5) характеризуют влияние температуры на константу химического равновесия и позволяют спрогнозировать изменение константы химического равновесия при изменении температуры.
Проанализируем уравнения. Знак производной, стоящей в левой части уравнений, а, следовательно, и направление изменения константы равновесия при изменении Т определяется знаком теплового эффекта химической реакции. Если реакция эндотермическая (Δ Н > 0), то с увеличением температуры Кр в озрастает и равновесие смещается в сторону продуктов реакции. Если реакция экзотермическая
(Δ Н < 0), то Кр убывает, в этом случае при увеличении температуры равновесие смещается в сторону исходных веществ. Если реакция протекает без теплового эффекта, то температура на химическое равновесие не влияет.
Разделим переменные в уравнении изобары
Проинтегрируем уравнение в небольшом интервале температур, считая, что ΔН не зависит от температуры:
.
Применяя полученное уравнение, можно рассчитать средний тепловой эффект реакции, если известны значения констант равновесия в узком интервале температур или рассчитать Кp2, если известно Кр1 и средняя величина теплового эффекта реакции.
При интегрировании в широком температурном интервале необходимо учитывать зависимость ΔН от температуры:
.
Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 243 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |