化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式?對(duì)任意化學(xué)反應(yīng)dD+eE+…→gG+hH+…,吉布斯自由能的變化為 地球化學(xué) 這就是化學(xué)反應(yīng)等溫方程式。式中:Qf 稱為“逸度商”,可以通過(guò)各物質(zhì)的逸度求算;(T)值也可以通過(guò)多種方法計(jì)算,從而可得ΔrGm的值。那么,化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式?一起來(lái)了解一下吧。
ΔG=ΔG標(biāo)+RTlnJ
推導(dǎo)利用dG=Vdp+TdS,其中G代表1mol某種物質(zhì)吉布斯自由能。假設(shè)溫度不變,物質(zhì)為理想氣體,那dG=RTdp/p.將這個(gè)式子從標(biāo)態(tài)積分到非標(biāo)態(tài),得G-G標(biāo)=RTlnp/p標(biāo)。將反應(yīng)物和生成物都如此做,把得到的這些等式乘上化學(xué)計(jì)量數(shù)加起昌咐凳來(lái),左邊變成ΔG-ΔG標(biāo),右邊是RTlnJ,把ΔG標(biāo)挪簡(jiǎn)頃到右耐旅邊即可。
一:化學(xué)燃缺反應(yīng)等溫式(英文chemical reaction isotherm)亦即范特霍夫等溫式,用來(lái)表達(dá)非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下自由能變化之間關(guān)系的等式。
二:物理意義。
用ΔrGm只能判斷反應(yīng)體系中各物質(zhì)都處于標(biāo)準(zhǔn)態(tài),亦即各物質(zhì)的活度恰好為1時(shí),反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。當(dāng)反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的活度是任意的人為選定值時(shí),必需用ΔrGm與標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下ΔrGm的關(guān)系為:ΔrGm=標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下ΔrGm+RtlnJaR:氣體常數(shù)8.314J·K-1·mol-1T:溫度 Ja:體系在皮纖辯等溫下,任意狀態(tài)時(shí),反應(yīng)產(chǎn)物的活度系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物活度系數(shù)次方乘積的比值,對(duì)于反應(yīng)bB+dD=gG+hH可表示為Ja=Ja代表了化學(xué)平衡一章中的分壓商及濃度商。對(duì)于氣體反應(yīng),理想混合氣體中各組分氣體的活度為aB=PB/PB代表物質(zhì)B,PB為組分氣體的分壓P為標(biāo)準(zhǔn)壓力105pa。對(duì)于溶液中反應(yīng),在本課中,稀溶液各物質(zhì)的活度可用濃度代替。利用等溫方程式可以求算在等溫(即豎神指定TK)下體系處于任意活度配比情況下的ΔrGm并用于判斷該條件下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向。化學(xué)反應(yīng)等溫式理論定律的典型。
化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)ΔrGm=0Ja=Ka
化學(xué)等溫方程式就變成了ΔrGm=-RtlnKa
∴ΔrGm=-RTlnKn+RtlnJa是等溫方程式的另一種表達(dá)形式它表明了非平衡時(shí)化學(xué)反應(yīng)的Gibbj自由能變化與平衡常數(shù)的關(guān)系。
反應(yīng)(過(guò)程)的吉布斯函數(shù)變:ΔG=ΔH-TΔS(等溫過(guò)程)
ΔGm=ΔHm-TΔSm
該式又稱悉胡吉布斯等溫方程,簡(jiǎn)稱:吉布斯方程(熱力學(xué)第二定律表睜含攔達(dá)式之一)。
化學(xué)上最主要,最有用的老侍方程式之一!
狀態(tài)方返凱程式PV=nRT,等溫方程就是P1V1=P2V2也可以寫(xiě)成比例式。等壓方程就滾滲是T1╱V1=T2/V2也可以寫(xiě)成乘大世脊積式
化學(xué)反應(yīng)等溫式(1)反應(yīng)進(jìn)度對(duì)于化學(xué)反應(yīng):反應(yīng)前各物質(zhì)的量: nA,0nB,0nG,0nH,0t時(shí)刻各物質(zhì)的量: nAnB nG nHt時(shí)刻的反應(yīng)進(jìn)度ξ定義為: , νi — 物質(zhì)i的計(jì)量跡枝系數(shù)。對(duì)于產(chǎn)物ν取正值;對(duì)于反應(yīng)物ν取負(fù)值。注意:①對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng),ξ的量值與反應(yīng)計(jì)量方程的寫(xiě)法有關(guān),但與選取參與反應(yīng)的物質(zhì)無(wú)關(guān)。②ξ的量綱為mol。 恒溫恒壓條件下,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)度由ξ變化到(ξ+ dξ)時(shí),反應(yīng)體系自由焓的變化為: 又: , 故: 則: “ ”或“ ”為單位反應(yīng)的自由焓差,稱反應(yīng)自由焓,其單位為“J.mol-1”。(2)平衡常數(shù)化學(xué)平衡:在一定條件下,反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后,反應(yīng)物和產(chǎn)物的濃度不隨時(shí)間改變時(shí)體系所達(dá)到的狀態(tài)。特點(diǎn):動(dòng)態(tài)平衡注意:只有可逆化學(xué)反應(yīng)才有化學(xué)平衡。 1、平衡常數(shù)的導(dǎo)出設(shè)某一理想氣體的化學(xué)反應(yīng)為:平衡時(shí):(∑νiμi)產(chǎn)物 = (∑νiμi)反應(yīng)物即: 又: 故有:( )+( )=( )+( )得: 其中 當(dāng)溫度一定時(shí): (常數(shù))令:,或 、— 平衡常數(shù),或“標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)”。 — 平衡時(shí)第i種氣體的分壓。 則: 2、Kp的意義Kp大,反應(yīng)進(jìn)行完全Kp 是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的標(biāo)志: Kp小,反應(yīng)進(jìn)行不完全注意: Kp = f(T) (2)平衡常數(shù)的其它表示方法1、K c對(duì)于理想氣體: V — 反應(yīng)氣體的總體積得: 令: , 有: ,注意: K c = f(T)2、K y對(duì)于反應(yīng)體系中的第i種氣體:Pi = yiP有: 令: 則: , 注意:①K y = f(T,P)②K P = K c(R T)△n = K yP△n當(dāng)△n = 0,有 K P = K c = K y③ 上述平衡常數(shù)表達(dá)式對(duì)于多相化學(xué)反應(yīng)也適用,只是在平衡常數(shù)中不必寫(xiě)出固體或液體的飽和蒸氣壓。
以上就是化學(xué)反應(yīng)的等溫方程式的全部?jī)?nèi)容,化學(xué)等溫方程式就變成了ΔrGm=-RtlnKa ∴ΔrGm=-RTlnKn+RtlnJa是等溫方程式的另一種表達(dá)形式它表明了非平衡時(shí)化學(xué)反應(yīng)的Gibbj自由能變化與平衡常數(shù)的關(guān)系。由此計(jì)算出的平衡常數(shù)Ka稱為熱力學(xué)平衡常數(shù),是無(wú)量綱量。