1. Термодинамика және статистикалық физика макроскопиялық жүйелерде болатын физикалық процестерді зерттейді. Макроскопиялық жүйе
Тепе-теңдік константасы және оны өрнектеу
жүктеу/скачать 0,78 Mb.
|
1. Òåðìîäèíàìèêà æ?íå ñòàòèñòèêàëû? ôèçèêà ìàêðîñêîïèÿëû? æ?éåëå
| Тепе-теңдік константасы және оны өрнектеу. Массалық әрекет заңы тура және кері реакциялардың жылдамдықтарының өзгеру сипатын, бағытын және себебін қарастырғанда, яғни кинетикалық әдіспен оңай қорытындыланады. Оған зер салса, соңғы нәтиже реакцияға қатысатын реагенттер мен өнімдердің концентрациясына тәуелсіз тура және кері реакциялардың үлесті жылдамдықтарының (тұрақты температурадағы) тұрақты қатынастарымен өрнектеледі. Бұл тұрақты қатынасты химиялық тепе-теңдіктің константасы дейді. Мәселен, иодты сутекті синтездейтін реакция үшін
Н2 + l2 (r)=>2НІ (r); H0198 = 51,88 кДж; тепе-тендік константасы мынадай болады: K = v1/ v2 = C2HI/ CH2 * CI2 Мұндағы CHI, CH2, CI2 - заттардың тепе-теңдіктегі концентрациялары; v1және v2-тура және кері реакциялардың жылдамдықтары (Н2, І2, НІ концентрациялары 1 моль-л1 болғанда.Сол сияқты массалық әрекет заңын химиялық реакциялардың жылдамдықтары туралы ешбір мәліметті керек етпейтін термодинамикалық әдіспен де тұжырымдауға болады. Ол үшін, әрбір химиялық элемент не қосылысты шартты әріптермен белгілеп және де олардың барлығы да гомогенді, яғни бірдей агрегаттық күйде деп келісіп, реакцияның қысым мен температура өзгеріссіз қалатын жағдайдағы жүруін қарастырайық: Егер бұдан бұрын химиялық потенциал жайлы қарастырғандарға назар салсақ, теңдікті өрнектейтін: қатынасты көреміз.Гомогенді реакция үшін бұл қатынас түрінде болады. Бұл реакцияға түсетін және реагенттерінін коңцентрациялары үнемі кемитіндіктен де олардың химиялық потенциалы теріс белгімен алынады. Енді осы реакцияға қатынасты барлық заттарға идеал газ заңдарын қолдануға болады: немесе ,онда жоғарыда келтірілген соңғы теңдеудін Температурамен байланысқа, оң жақтағы бөлігі де тұрақты, өзгеріссіз қалады және оны In Kp арқылы белгілеп, ол теңдеуді қайта жазсақ: Мұндағы тұрақты Kp құрамында берілген жағдайдағы компоненттердің теңдіктегі парциалды қысымдары енеді және оны тепе-теңдік константасы дейді. Сол сияқты оны берілген заттардың мольдік үлесі немесе молярлі-көлемдік концентрациялары арқылы өрнектеп, жазуға болады. Өйткені идеал газдардың парциал қысымдары олардың концентарцияларымен мына төмендегі теңдеумен байланысқан: Парциалды қысым жалпы қысым және заттың мольдік үлесімен байланысты.Бұл өрнекті пайдаланып, химиялық теңдік константасын былайша өрнектеуге болады: Идеал газдар қатынасатын химиялық реакциялардағы константалары теңдеулер көмегімен байланысқан. Олай болса, мына формуламен өрнектеледі: Идеал газдар үшін Кс мен КР тек температураға ғана тәуелді, ал КN қысымға ғана байланысты өзгереді. Гетерогенді реакция (процесс) дегеніміз екі не одан да көп фазада жүретін қүбылыс. Бұған кәдімгі ізбес тасын термиялык, әдіспен ыдырату мысал болады: Химиялық гетерогенді системаларда да, гомогенділігі секілді, термодинамикалық (химиялық) тепе-теңдіктің бірі орындалғанда орнайды. Гиббс энергиясын, яғни изобара-изотермалық потенциалды, есептегенде, қатты және сұйық қалпындағы заттардың химиялық потенциалы сол изобаралық потенциалға тең болатынын ескеруі керек және сол қатты және сұйық қосылыстар реакция салдарынан басқа компоненттермен әрекеттескенде өзгеріссіз, сол фазада қалуы керек. Мысалы, мыс (II) оксидін алып,оны термиялық әдіспен ыдыратайық: Тепе-теңдік константасы мен реакциядағы изобаралық потенциал өзгерулерінің арасындағы қатынас термодинамикалық потенциалдар әдісімен сипатталады. Тұрақты көлем мен температурада өтетін процестердегі изохора-изотермалық потенциалды анықтау үшін мына теңдеу қолданылады. Егер реакцияға қатысатын заттар идеал газ заңына бағынбаса, онда парциал қысым орнына активтілік пайдаланылады. Реакцияға қатысатын барлық заттардың теңсіздік жағдайындағы парциалды қысымы 1 атм болса, онда мынадай теңдеуді жазамыз: жүктеу/скачать 0,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|