1. Головна Безкоштовні онлайн підручники Підготовка з усіх предметів онлайн Підготовка до ЄДІ 2018 онлайн

Головна Безкоштовні онлайн підручники Підготовка з усіх предметів онлайн Підготовка до ЄДІ 2018 онлайн

Глава 4. Хімічна термодинаміка

Зміна ентальпії системи не може служити єдиним критерієм мимовільного здійснення хімічної реакції, оскільки багато ендотермічні процеси протікають мимовільно. Ілюстрацією цього служить розчинення деяких солей (наприклад, NH4NO3) в воді, що супроводжується помітним охолодженням розчину. Необхідно враховувати ще один фактор, що визначає здатність мимовільно переходити з більш упорядкованого до менш упорядкованого (більш хаотичного) станом.

Ентропія (S) - функція стану, яка служить мірою безладдя (невпорядкованості) системи. Можливість протікання ендотермічною процесів обумовлена ​​зміною ентропії, бо в ізольованих системах ентропія мимовільно протікає процесу збільшується Δ S> 0 (другий закон термодинаміки).

Модель 4.8. Ентропія і фазові переходи

Л.Больцман визначив ентропію як термодинамічну ймовірність стану (безлад) системи W. Ентропія пов'язана з термодинамічної ймовірністю співвідношенням:

Розмірність ентропії 1 благаючи речовини збігається з розмірністю газової постійної R і дорівнює Дж ∙ моль-1 ∙ K-1. Зміна ентропії *) в необоротних та оборотних процесах передається співвідношеннями Δ S> Q / T і Δ S = Q / T. Наприклад, зміна ентропії плавлення одно теплоті (ентальпії) плавлення Δ Sпл = Δ Hпл / Tпл. Для хімічної реакції зміна ентропії аналогічно зміні ентальпії

*) Термін ентропія був введений Клаузиусом (1865) через відношення Q / T (наведене тепло).

Тут Δ S ° відповідає ентропії стандартного стану. Стандартні ентропії простих речовин не дорівнюють нулю. На відміну від інших термодинамічних функцій ентропія ідеально кристалічного тіла при абсолютному нулі дорівнює нулю (постулат планка ), Оскільки W = 1.

Ентропія речовини або системи тіл при певній температурі є абсолютною величиною. У табл. 4.1 наведено стандартні ентропії S ° деяких речовин.

Стандартні ентропії деяких речовин

З табл. 4.1 випливає, що ентропія залежить від:

• агрегатного стану речовини. Ентропія збільшується при переході від твердого до рідкого і особливо до газоподібного стану (вода, лід, пар).

• ізотопного складу (H2O і D2O).

• молекулярної маси однотипних з'єднань (CH4, C2H6, н-C4H10).

• будови молекули (н-C4H10, з-C4H10).

• кристалічної структури (аллотропии) - алмаз, графіт.

Нарешті, рис. 4.3 ілюструє залежність ентропії від температури.

1 Малюнок 4.3

Залежність ентропії від температури для свинцю: Δ Sпл = 8 Дж · моль-1 · К-1; Tпл = 600,5 К; Δ Sкіп = 88 Дж · моль-1 · К-1; Температуру кипіння = 2013 К

Отже, прагнення системи до безладдя проявляється тим більше, чим вище температура. Твір зміни ентропії системи на температуру T Δ S кількісно оцінює цю тендецію і називається ентропійних фактором.

Модель 4.9. реальний газ