Termodünaamika standardid. Keemilise termodünaamika ja kineetika elemendid Aine standardolek

Peamised metallurgilistes arvutustes kasutatavad termodünaamilised funktsioonid on siseenergia U, entalpia N, entroopia S, samuti nende olulisemad kombinatsioonid: isobaar-isotermiline G = H - TS ja isohooriline-isotermiline F = U - TS potentsiaalid, vähendatud potentsiaal Ф = -G/T.

Vastavalt Nernsti teoreemile for entroopia Looduslik võrdluspunkt on null kraadi Kelvini skaalal, mille juures kristalsete ainete entroopia on null. Seetõttu on formaalsest vaatenurgast põhimõtteliselt alati võimalik mõõta või arvutada entroopia absoluutväärtust ja kasutada seda kvantitatiivsete termodünaamiliste hinnangute jaoks. See tähendab, et entroopia ei tekita arvuliste termodünaamiliste arvutuste tegemise praktikas mingeid raskusi.

Ja siin sisemine energia ei ole looduslikku päritolu ja selle absoluutväärtust lihtsalt ei eksisteeri. Sama kehtib ka kõigi teiste termodünaamiliste funktsioonide või potentsiaalide kohta, kuna need on lineaarselt seotud siseenergiaga:

H = U + PV;

F = U - TS;

G = H - TS = U - TS + PV;

F= -G/T = S - H/T = S -(U+PV)/T.

Seega väärtused U, H, F, G Ja F termodünaamilise süsteemi väärtust saab võrdluspunkti määramatuse tõttu määrata ainult kuni konstantideni. See asjaolu ei too kaasa põhimõttelisi tüsistusi, sest kõigi rakendusprobleemide lahendamiseks piisavalt teadamuuta kogused termodünaamilised funktsioonid temperatuuri, rõhu, ruumala muutmisel, faaside ja keemiliste muundumiste ajal.

Kuid tegelike arvutuste tegemiseks oli vaja vastu võtta teatud kokkulepped (standardid) teatud konstantide ühemõttelise valiku kohta ja kehtestada ühtsed reeglid kõigi looduses leiduvate ainete termodünaamiliste funktsioonide algväärtuste arvutamiseks. Termodünaamiliste funktsioonide lineaarse sõltuvuse tõttu H, F, G, F sisemisest energiast U See piisav teha ainult ühte neist funktsioonidest. See juhtus tõesti väärtuste lähtepunkt on ühtlustatudentalpia . Sai hakkama määrates teatud ainete entalpiatele teatud olekus täpselt kindlaksmääratud füüsikalistes tingimustes nullväärtuse, mida nimetatakse standardained, standardtingimused Ja standardseisundid.

Vastavalt Rahvusvahelise Puhta ja Rakenduskeemia Liidu (IUPAC) Rahvusvahelise Termodünaamika Komisjoni soovitustele on alljärgnev kõige levinum arutlusel olnud kokkulepete kogum. Seda komplekti võib nimetada termodünaamilised standardid, nagu on praktiliselt kindlaks tehtud tänapäevases keemilise termodünaamika kirjanduses.

Tüüptingimused

Nernsti teoreemi järgi on entroopia ehk loomuliku standardtemperatuuri loomulik referentspunkt Kelvini skaalal null kraadi, mille juures on ainete entroopiad null. Mõned peamiselt NSV Liidus välja antud teatmeteosed kasutavad standardtemperatuurina 0 K. Vaatamata suurele loogikale füüsikalisest ja matemaatilisest seisukohast ei ole see temperatuur standardtemperatuurina laialdaselt kasutusel. See on tingitud asjaolust, et madalatel temperatuuridel on soojusmahtuvuse sõltuvus temperatuurist väga keeruline ning selle jaoks ei ole võimalik kasutada piisavalt lihtsaid polünoomilisi lähendusi.

Standardsed füüsilised tingimused vastavad rõhule 1 atm(1 füüsiline atmosfäär = 1,01325 baari)ja temperatuur 298,15 K(25° KOOS). Arvatakse, et sellised tingimused vastavad kõige enam tegelikele füüsikalistele tingimustele keemialaborites, kus tehakse termokeemilisi mõõtmisi.

Standardsed ained

Looduses on kõik isoleeritud iseseisvad ained, mida termodünaamikas nimetatakse üksikuteks , koosnevad D.I. Mendelejevi tabeli puhastest elementidest või saadakse nendevahelistes keemilistes reaktsioonides. Sellepärast piisav seisukord termodünaamiliste suuruste võrdlusraamistiku loomine on entalpiate valik ainult keemiliste elementide jaoks lihtsate ainetena. Seda aktsepteeritakse kõigi elementide entalpiad nende standardseisundites on standardtingimustes null – temperatuur ja rõhk. Seetõttu nimetatakse termodünaamikas ka keemilisi elemente standardained.

Kõiki teisi aineid käsitletakse ühenditena, mis on saadud standardainete (standardses olekus keemilised elemendid) keemiliste reaktsioonide käigus. Neid nimetatakse " üksikud ained " Keemiliste ühendite (nagu ka mittestandardsetes olekutes elementide) entalpiate lähtepunktiks võetakse nende standardainetest moodustumise reaktsiooni entalpia, justkui toimuks standardtingimustes. Tegelikult muidugi reaktsiooni termiline efekt (entalpia) määratakse eksperimentaalselt tegelikes tingimustes ja arvutatakse seejärel ümber standardtingimustele. Seda väärtust võetakse kui standardne moodustumise entalpia keemiline ühend üksikainena.

Praktilistes arvutustes tuleb meeles pidada, et termokeemias aktsepteeritakse standardina järgmist märkide reegel entalpia iseloomustamiseks. Kui keemilise ühendi moodustumise ajal kuumutatakse paistab silma, märk on valitud " miinus” – isotermilise protsessi käigus läheb süsteemi jaoks soojust kaduma. Kui keemilise ühendi moodustamiseks on vaja soojust imendunud, märk on valitud " pluss” – soojust antakse süsteemi isotermilisuse säilitamiseks keskkonnast.

Standardseisundid

Sellise oleku jaoks valitakse tasakaaluline, s.t. kõige stabiilsem olemasolu vorm (agregatsiooni olek, molekulaarne vorm) keemiline element standardtingimustes. Näiteks on need tahkes olekus elemendid - plii,  süsinik grafiidi kujul, vedelal kujul - elavhõbe ja broom, gaasilise lämmastiku või kloori kaheaatomilised molekulid, üheaatomilised väärisgaasid jne.

Standardsed tähistused

Et tähistada mis tahes termodünaamilist omadust, mis on arvutatud standardrõhul standardväärtusest ja seetõttu nimetatakse seda standardvara, kasutatakse sümboli paremat ülemist indeksit 0 (null). Et vara loetakse valitud standardist, on tähistatud sümboliga “” termodünaamilise funktsiooni algebralise sümboli ees. Temperatuur, millele funktsiooni väärtus vastab, on sageli antud parempoolse alaindeksina. Näiteks, standardne entalpia ained temperatuuril 298,15 K on tähistatud kui

Üksikute ainete standardentalpiateks loetakse nende moodustumise soojust standardsetest ainetest keemiliste reaktsioonide käigus. Seetõttu tähistatakse termodünaamilisi funktsioone mõnikord alaindeksiga f(inglise keelest moodustamine- haridus):

Erinevalt entalpiast arvutatakse entroopia selle absoluutväärtuse järgi igal temperatuuril. Seetõttu ei ole entroopia tähistuses märki “”:
standardne entroopia ained temperatuuril 298,15 K, standardne entroopia temperatuuril T.

Ainete standardomadused standardtingimustes, s.o. standardsed termodünaamilised funktsioonid koostatud termokeemiliste suuruste tabeliteks ja avaldatud kui üksikute ainete termokeemiliste koguste teatmikud.

Isobaarseid protsesse kohtab tegelikkuses kõige sagedamini, kuna tehnoloogilisi protsesse kiputakse läbi viima atmosfääriga suhtlevates seadmetes. Seetõttu sisaldavad termokeemiliste andmete teatmeteosed enamasti seda, kuidas vajalik ja piisav teave mis tahes termodünaamilise funktsiooni, koguse arvutamiseks

Kui on teada standardse absoluutse entroopia ja moodustumise entalpia väärtused, samuti soojusmahtuvuse sõltuvus temperatuurist, siis saab arvutada kõigi teiste termodünaamiliste funktsioonide väärtused või väärtuste muutused.

Pikka aega oli füüsikutel ja teiste teaduste esindajatel võimalus kirjeldada, mida nad katsete käigus täheldasid. Ühise arvamuse puudumine ja õhust välja võetud terminite suur hulk tekitas kolleegide seas segadust ja arusaamatusi. Aja jooksul omandas iga füüsikaharu oma väljakujunenud määratlused ja mõõtühikud. Nii tekkisid termodünaamilised parameetrid, mis seletavad enamikku makroskoopilistest muutustest süsteemis.

Definitsioon

Olekuparameetrid ehk termodünaamilised parameetrid on hulk füüsikalisi suurusi, mis koos ja igaüks eraldi võivad vaadeldavat süsteemi iseloomustada. Nende hulka kuuluvad sellised mõisted nagu:

• temperatuur ja rõhk;
• kontsentratsioon, magnetinduktsioon;
• entroopia;
• entalpia;
• Gibbsi ja Helmholtzi energiad ja paljud teised.

Seal on intensiivsed ja ulatuslikud parameetrid. Ekstensiivsed on need, mis sõltuvad otseselt termodünaamilise süsteemi massist, ja intensiivsed need, mis on määratud muude kriteeriumidega. Kõik parameetrid ei ole võrdselt sõltumatud, seetõttu on süsteemi tasakaaluseisundi arvutamiseks vaja määrata mitu parameetrit korraga.

Lisaks on füüsikute seas mõningaid terminoloogilisi lahkarvamusi. Sama füüsikalist omadust võivad erinevad autorid nimetada kas protsessiks või koordinaadiks või suuruseks või parameetriks või isegi lihtsalt omaduseks. Kõik sõltub sellest, millises sisus teadlane seda kasutab. Kuid mõnel juhul on olemas standardsed soovitused, millest dokumentide, õpikute või tellimuste koostajad peavad kinni pidama.

Klassifikatsioon

Termodünaamilistel parameetritel on mitu klassifikatsiooni. Niisiis, esimese punkti põhjal on juba teada, et kõik kogused võib jagada järgmisteks osadeks:

• ekstensiivne (lisand) - sellised ained järgivad lisamise seadust, see tähendab, et nende väärtus sõltub koostisosade kogusest;
• intensiivsed - need ei sõltu sellest, kui palju ainet reaktsiooni jaoks võeti, kuna need ühtlustuvad interaktsiooni käigus.

Süsteemi moodustavate ainete paiknemistingimuste alusel saab kogused jagada faasireaktsioone ja keemilisi reaktsioone kirjeldavateks. Lisaks tuleb arvestada ka reaktiividega. Nad võivad olla:

• termomehaaniline;
• termofüüsikaline;
• termokeemiline.

Lisaks täidab iga termodünaamiline süsteem kindlat funktsiooni, nii et parameetrid võivad iseloomustada reaktsiooni tulemusena saadud tööd või soojust ning võimaldavad ka arvutada osakeste massi ülekandmiseks vajaliku energia.

Olekumuutujad

Mis tahes süsteemi, sealhulgas termodünaamilise süsteemi oleku saab määrata selle omaduste või omaduste kombinatsiooniga. Kõiki muutujaid, mis on täielikult määratud ainult kindlal ajahetkel ja mis ei sõltu sellest, kuidas süsteem täpselt sellesse olekusse jõudis, nimetatakse oleku termodünaamilisteks parameetriteks (muutujateks) või oleku funktsioonideks.

Süsteem loetakse statsionaarseks, kui muutujate funktsioonid aja jooksul ei muutu. Üks võimalus on termodünaamiline tasakaal. Iga, isegi väikseim muudatus süsteemis on juba protsess ja see võib sisaldada ühest kuni mitme muutuva termodünaamilise oleku parameetrini. Järjestust, milles süsteemi olekud muutuvad pidevalt üksteiseks, nimetatakse protsessi teeks.

Kahjuks esineb segadust mõistetega endiselt, kuna sama muutuja võib olla kas sõltumatu või mitme süsteemifunktsiooni lisamise tulemus. Seetõttu võib selliseid termineid nagu “olekufunktsioon”, “olekuparameeter”, “olekumuutuja” pidada sünonüümidena.

Temperatuur

Termodünaamilise süsteemi oleku üks sõltumatuid parameetreid on temperatuur. See on suurus, mis iseloomustab tasakaaluseisundis termodünaamilises süsteemis kineetilise energia hulka osakeste ühiku kohta.

Kui läheneda mõiste definitsioonile termodünaamika seisukohalt, siis temperatuur on suurus, mis on pöördvõrdeline entroopia muutusega pärast süsteemi soojuse (energia) lisamist. Kui süsteem on tasakaalus, on temperatuuri väärtus kõigil selle "osalejatel" sama. Kui on temperatuuride vahe, siis kuumem keha annab energiat välja ja külmem neelab.

On termodünaamilisi süsteeme, milles energia lisamisel häire (entroopia) ei suurene, vaid vastupidi, väheneb. Lisaks, kui selline süsteem suhtleb kehaga, mille temperatuur on tema omast kõrgem, siis loovutab see oma kineetilise energia sellele kehale, mitte vastupidi (lähtuvalt termodünaamika seadustest).

Surve

Rõhk on suurus, mis iseloomustab kehale selle pinnaga risti mõjuvat jõudu. Selle parameetri arvutamiseks on vaja kogu jõu suurus jagada objekti pindalaga. Selle jõu ühikud on paskalid.

Termodünaamiliste parameetrite korral hõivab gaas kogu talle kättesaadava ruumala ning lisaks liiguvad seda moodustavad molekulid pidevalt kaootiliselt ning põrkuvad omavahel ja anumaga, milles nad asuvad. Just need mõjud põhjustavad aine survet anuma seintele või gaasi asetatud kehale. Jõud jaotuvad kõikides suundades võrdselt just tänu molekulide ettearvamatule liikumisele. Rõhu tõstmiseks on vaja tõsta süsteemi temperatuuri ja vastupidi.

Sisemine energia

Peamised termodünaamilised parameetrid, mis sõltuvad süsteemi massist, hõlmavad sisemist energiat. See koosneb kineetilisest energiast, mis on põhjustatud aine molekulide liikumisest, samuti potentsiaalsest energiast, mis ilmneb molekulide üksteisega suhtlemisel.

See parameeter on ühemõtteline. See tähendab, et siseenergia väärtus on konstantne iga kord, kui süsteem on soovitud olekus, olenemata sellest, kuidas see (seisund) saavutati.

Sisemist energiat on võimatu muuta. See koosneb süsteemi poolt toodetud soojusest ja selle poolt toodetud tööst. Mõne protsessi puhul võetakse arvesse ka teisi parameetreid, nagu temperatuur, entroopia, rõhk, potentsiaal ja molekulide arv.

Entroopia

Termodünaamika teine ​​seadus ütleb, et entroopia ei vähene. Teine sõnastus postuleerib, et energia ei kandu kunagi madalama temperatuuriga kehast kõrgema temperatuuriga kehasse. See omakorda välistab igiliikuri loomise võimaluse, kuna kogu kehale saadavat energiat on võimatu tööle üle kanda.

Entroopia mõiste võeti kasutusele 19. sajandi keskel. Siis tajuti seda soojushulga muutusena süsteemi temperatuurini. Kuid selline määratlus sobib ainult protsesside jaoks, mis on pidevalt tasakaalus. Sellest võime teha järgmise järelduse: kui süsteemi moodustavate kehade temperatuur kaldub nulli, siis on entroopia null.

Entroopiat kui gaasi oleku termodünaamilist parameetrit kasutatakse korratuse, osakeste kaootilise liikumise mõõdu indikaatorina. Seda kasutatakse molekulide jaotumise määramiseks teatud piirkonnas ja anumas või aine ioonide vahelise interaktsiooni elektromagnetilise jõu arvutamiseks.

Entalpia

Entalpia on energia, mida saab konstantsel rõhul muuta soojuseks (või tööks). See on tasakaaluseisundis oleva süsteemi potentsiaal, kui teadlane teab entroopia taset, molekulide arvu ja rõhku.

Kui on näidatud ideaalse gaasi termodünaamiline parameeter, kasutatakse entalpia asemel sõnastust “paisutatud süsteemi energia”. Selle väärtuse selgitamise hõlbustamiseks võite kujutleda gaasiga täidetud anumat, mida kolb ühtlaselt kokku surub (näiteks sisepõlemismootor). Sel juhul on entalpia võrdne mitte ainult aine siseenergiaga, vaid ka tööga, mida tuleb teha süsteemi viimiseks nõutavasse olekusse. Selle parameetri muutmine sõltub ainult süsteemi alg- ja lõppseisundist ning tee, mille kaudu see saadakse, ei oma tähtsust.

Gibbsi energia

Termodünaamilised parameetrid ja protsessid on enamasti seotud süsteemi moodustavate ainete energiapotentsiaaliga. Seega on Gibbsi energia samaväärne kogu süsteemi keemilise energiaga. See näitab, millised muutused toimuvad keemiliste reaktsioonide käigus ja kas ained üldse interakteeruvad.

Süsteemi energiahulga ja temperatuuri muutmine reaktsiooni ajal mõjutab selliseid mõisteid nagu entalpia ja entroopia. Nende kahe parameetri erinevust nimetatakse Gibbsi energiaks või isobaar-isotermiliseks potentsiaaliks.

Selle energia miinimumväärtust täheldatakse, kui süsteem on tasakaalus ning selle rõhk, temperatuur ja ainekogused jäävad muutumatuks.

Helmholtzi energia

Helmholtzi energia (teiste allikate järgi - lihtsalt vaba energia) tähistab potentsiaalset energiahulka, mille süsteem kaotab, kui ta suhtleb väljaspool seda olevate kehadega.

Helmholtzi vaba energia mõistet kasutatakse sageli selleks, et määrata, millist maksimaalset tööd süsteem suudab teha, st kui palju soojust vabaneb ainete üleminekul ühest olekust teise.

Kui süsteem on termodünaamilises tasakaalus (st ei tee mingit tööd), siis on vaba energia tase minimaalne. See tähendab, et ei toimu ka muutusi muudes parameetrites, nagu temperatuur, rõhk ja osakeste arv.

KEEMILISE TERMODÜNAAMIKA JA KINETIKA ELEMENDID

Termodünaamilised süsteemid: definitsioon, süsteemide (isoleeritud, suletud, avatud) ja protsesside (isotermiline, isobaarne, isohooriline) klassifikatsioon. Standardseisund.

Termodünaamika - see on teadus protsesside üldiste mustrite uurimine, millega kaasneb energia vabanemine, neeldumine ja muundumine.

Keemiline termodünaamika uurib keemilise energia ja selle muude vormide – termilise, valguse, elektrilise jne – vastastikust muundumist, kehtestab nende üleminekute kvantitatiivsed seadused ning võimaldab ennustada ainete stabiilsust antud tingimustes ja nende võimet teatud tingimustele siseneda. keemilised reaktsioonid. Termokeemia, mis on keemilise termodünaamika haru, uurib keemiliste reaktsioonide termilisi mõjusid.

Termodünaamilise vaatluse objekti nimetatakse termodünaamiliseks süsteemiks või lihtsalt süsteemiks.

Süsteem on igasugune loodusobjekt, mis koosneb suurest hulgast molekulidest (struktuuriüksustest) ja on teistest loodusobjektidest eraldatud reaalse või kujuteldava piirpinnaga (liidesega).

Süsteemi olek on süsteemi omaduste kogum, mis võimaldab defineerida süsteemi termodünaamika seisukohalt.

Termodünaamiliste süsteemide tüübid:

I. Keskkonnaga toimuva aine ja energia vahetuse olemuse järgi:

Isoleeritud süsteem ei vaheta keskkonnaga ei ainet ega energiat (Δm = 0; ΔE = 0) - termos, Dewari kolb.

Adiabaatiliselt isoleeritud - soojusenergia vahetus väliskeskkonnaga on võimatu, ainevahetus on võimalik.

2. Suletud süsteem - ei vaheta ainet keskkonnaga, kuid suudab vahetada energiat (suletud kolb reagentidega).

3. Avatud süsteem – suudab vahetada nii ainet kui energiat keskkonnaga (inimkehaga).

Sama süsteem võib olla erinevates olekutes. Iga süsteemi olekut iseloomustab teatud termodünaamiliste parameetrite väärtuste komplekt. Termodünaamilised parameetrid hõlmavad temperatuuri, rõhku, tihedust, kontsentratsiooni jne. Vähemalt ühe termodünaamilise parameetri muutus toob kaasa muutuse süsteemi kui terviku olekus. Kui termodünaamilised parameetrid on süsteemi kõikides punktides konstantsed (ruumala), nimetatakse süsteemi termodünaamilist olekut tasakaaluseisundiks.

II. Vastavalt koondamisolekule:

1. Homogeenne - füüsikaliste ja keemiliste omaduste järskude muutuste puudumine süsteemi ühest piirkonnast teise üleminekul (koosneb ühest faasist).

2. Heterogeenne – kaks või enam homogeenset süsteemi ühes (koosneb kahest või enamast faasist).

Faas on süsteemi osa, mis on oma koostiselt ja omadustelt kõikides punktides homogeenne ning eraldatud süsteemi teistest osadest liidesega. Homogeense süsteemi näide on vesilahus. Aga kui lahus on küllastunud ja anuma põhjas on soolakristalle, siis on vaadeldav süsteem heterogeenne (seal on faasipiir). Teine näide homogeensest süsteemist on lihtne vesi, kuid vesi, mille sees hõljub jää, on heterogeenne süsteem.

Faasiüleminek - faasimuutused (jää sulamine, vee keetmine).

Termodünaamiline protsess- üleminek termodünaamiline süsteemühest olekust teise, mis on alati seotud rikkumisega tasakaal süsteemid.

Näiteks anumas sisalduva gaasi mahu vähendamiseks peate kolvi sisse suruma. Sel juhul gaas surutakse kokku ja ennekõike suureneb gaasirõhk kolvi lähedal - tasakaal rikutakse. Tasakaalustamatus on seda suurem, mida kiiremini kolb liigub. Kui liigutada kolvi väga aeglaselt, on tasakaal veidi häiritud ja rõhk erinevates punktides erineb vähe antud gaasimahule vastavast tasakaaluväärtusest. Piirväärtuses, lõpmatult aeglase kokkusurumise korral on gaasirõhul igal ajahetkel teatud väärtus. Järelikult on gaasi olek kogu aeg tasakaalus, nii et lõpmata aeglane protsess koosneb tasakaaluolekute jadast. Seda protsessi nimetatakse tasakaal või kvaasistaatiline.

Lõpmatult aeglane protsess on abstraktsioon. Praktikas võib protsessi, mis kulgeb nii aeglaselt, pidada kvaasistaatiliseks, et parameetrite väärtuste kõrvalekalded tasakaaluväärtustest on tühised. Kui tasakaaluprotsessi suund muutub (näiteks gaasi kokkusurumise asendamine paisumisega), läbib süsteem samad tasakaaluolekud nagu edasiliikumise ajal, kuid vastupidises järjekorras. Seetõttu nimetatakse ka tasakaaluprotsesse pööratav. Nimetatakse protsessi, mille käigus süsteem naaseb pärast mitmeid muudatusi oma algsesse olekusse ringprotsess või tsükkel. Termodünaamikas mängivad olulist rolli tasakaaluoleku ja pöörduva protsessi mõisted. Kõik termodünaamika kvantitatiivsed järeldused on rakendatavad ainult tasakaaluolekute ja pöörduvate protsesside kohta.

Termodünaamiliste protsesside klassifikatsioon:

Isotermiline – püsiv temperatuur – T= konst

Isobaarne – konstantne rõhk – lk= konst

isokooriline – konstantne maht – V= konst

Adiabaatiline - soojusvahetuse puudumine süsteemi ja väliskeskkonna vahel - d K=0

Standardseisund- V keemiline termodünaamikaüksikute ainete ja lahuste komponentide tingimuslikult aktsepteeritud olekud hindamise ajal termodünaamilised suurused.

"Standardseisundite" kasutuselevõtu vajadus tuleneb asjaolust, et termodünaamilised seadused ei kirjelda reaalsete ainete käitumist piisavalt täpselt, kui kvantitatiivne tunnus on survet või kontsentratsioon. Standardseisundid valitakse arvutuste mugavuse huvides ja need võivad ühelt probleemilt teisele liikudes muutuda.

Standardseisundites nimetatakse termodünaamiliste suuruste väärtusi "standardseteks" ja tähistatakse ülaindeksis nulliga, näiteks: G0, H0, m0 on vastavalt standardsed. Gibbsi energia, entalpia, keemiline potentsiaal ained. Selle asemel, et suruda sisse termodünaamilised võrrandid Sest ideaalsed gaasid ja lahused, kasutatakse lenduvust ning kontsentratsiooni asemel aktiivsust.

Termodünaamika komisjon Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit(IUPAC) määratles, et standardolek on süsteemi olek, mis on suvaliselt valitud võrdluseks standardiks. Komisjon pakkus välja järgmised ainete standardolekud:

Gaasifaasi puhul on see (eeldatav) olek keemiliselt puhas aine gaasifaasis standardrõhul 100 kPa (kuni 1982. aastani – 1 standardatmosfäär, 101 325 Pa, 760 mm Hg), mis tähendab omaduste olemasolu ideaalne gaas.

Puhta faasi, segu või lahusti jaoks vedelas või tahkes olekus agregatsiooni olek- see on keemiliselt puhta aine olek vedelas või tahkes faasis standardrõhul.

Lahuse puhul on see lahustunud aine (oletatav) olek koos standardiga molaalsus 1 mol/kg, standardrõhul või standardkontsentratsioonil, olenevalt tingimustest, kus lahust lahjendatakse määramata ajaks.

Keemiliselt puhta aine puhul on see aine selgelt määratletud agregatsiooni olekus selgelt määratletud, kuid suvalise standardrõhu all.

Standardoleku IUPAC-i definitsioon ei sisalda standardtemperatuuri, kuigi standardtemperatuuri nimetatakse sageli 25 °C-ks (298,15 K).

7. Reaktsioonikiirus: keskmine ja tõene. Massitegevuse seadus.

Termodünaamilised süsteemid: definitsioon, süsteemide (isoleeritud, suletud, avatud) ja protsesside (isotermiline, isobaarne, isohooriline) klassifikatsioon. Standardseisund.

Meil on RuNetis suurim teabeandmebaas, nii et saate alati leida sarnaseid päringuid

Reaktsiooni kiiruse sõltuvus kontsentratsioonist. Elementaarreaktsiooni akti molekulaarsus. Reaktsiooni järjekord. Esimest ja nulljärku reaktsioonide kineetilised võrrandid. Poolväärtusaeg.

Reaktsioonikiiruse sõltuvus temperatuurist. Reaktsioonikiiruse temperatuuritegur ja selle omadused biokeemiliste protsesside jaoks. Aktiveerimisenergia.

Katalüüs on homogeenne ja heterogeenne. Ensüüm katalüüs. Michaelis-Menteni võrrand.

Keemiline tasakaal. Pöörduvad ja pöördumatud reaktsioonid.

Maino maks. Turismimaks. Sõidukite parkimiskoha tasu

Maksu maksjad on füüsilised ja juriidilised isikud, sh mitteresidendid, kes on elu puutumatuse projektide autoriteedid.Inkasso maksjad on juriidilised isikud, nende filiaalid (filiaal, esindused)

Põllumajandus

Põllukultuuride klassifitseerimine botaaniliste ja bioloogiliste omaduste järgi. Külvipindade struktuuri kujunemine. Põllumajandustehnoloogia. Bioloogilised ja botaanilised omadused.

Vibratsiooniteaduse alused. Praktilised robotid

Esialgne ülesannete juhend tööteaduse osakonna ja eriala üliõpilastele 5.01010301 “Tehnoloogiline teadlikkus”. Käsiraamat sisaldab kokkuvõtet kolmeteistkümnest tüüpilisest praktilisest toimingust ning võimaldab saada teavet ja erinevaid teadmisi põhitoiduainete kohta: toit, võimsus ja materjalide töötlemise meetodid.

Materiaalne vastutus varale ja isikule tungimise eest

Ettevõtte ohutussüsteemi elemendid ja võrdsed osad. Turvateenistuse juht. Turvaline juurdepääsurežiim. Äärmuslik psühholoogia.

Kursusetöö ainele “Arvuti robotite põhitõed” Teemal: Windows OS objektid. Kiiev 2015

Autor: Chemical Encyclopedia N.S. Zefirov

STANDARDNE SEISUKORD keemilises termodünaamikas termodünaamiliste suuruste hindamisel võrdlusolekuks valitud süsteemi olek. Vajadus valida STANDARD CONDITION lk. tingitud asjaolust, et abs-i ei saa arvutada keemilise termodünaamika raames. antud aine Gibbsi energiate, keemiliste potentsiaalide, entalpiate ja muude termodünaamiliste suuruste väärtused; arvutamine on võimalik ainult seotud. nende suuruste väärtused antud olekus võrreldes nende väärtusega STANDARDOLUKORDS p.

STANDARDSEISKOND c. valitud arvutuste mugavuse huvides; see võib muutuda, kui liigute ühelt ülesandelt teisele. Termodünaamiliste suuruste väärtused STANDARDSEISUSES lk. nimetatakse standardseteks ja nende peal on tavaliselt null. indeks, näiteks G 0, H 0, m 0 - vastavalt standardne Gibbsi energia, entalpia, aine keemiline potentsiaal. Keemilise reaktsiooni korral on D G 0, D H 0, D S 0 võrdsed reageeriva süsteemi muutustega vastavalt G 0, H 0 ja S 0 üleminekul lähteainetelt STANDARDOLEKU c. reaktsioonisaadustele STANDARDOLUKS lk.

STANDARDSEISKOND c. mida iseloomustavad standardtingimused: rõhk p 0, temperatuur T 0, koostis (moolfraktsioon x 0). IUPACi termodünaamika komisjon (1975) määratles STANDARDSEISUKOHT lk. kõigi gaasiliste ainete puhul on puhas aine (x 0 = 1) ideaalse gaasi olekus rõhuga p 0 = 1 atm (1,01 10 5 Pa) igal fikseeritud väärtusel. temperatuuri. Tahkete ja vedelate ainete puhul on peamine STANDARDOLEK puhta (x 0 = 1) aine olek välisrõhul p 0 = 1 atm. STANDARDSEISKONNA definitsioonis lk. IUPAC T 0 ei ole lisatud, kuigi standardtemperatuuriks on sageli märgitud 298,15 K.

Mn. Gaase rõhul 1 atm ei saa pidada ideaalseks gaasiks. STANDARDSEISKOND c. nendel juhtudel mitte tegelikud, vaid mõned hüpoteetilised. olek. Sarnane kunst. valik STANDARD SEISUKORD lk. seletatav ideaalse gaasi termodünaamiliste funktsioonide arvutuste lihtsusega.

Lihtainetest keemilise ühendi moodustumise protsessi jaoks on termodünaamilistes teatmeteostes toodud standardsed Gibbsi energiad, entalpia, entroopia

Nende suuruste määramiseks valitakse välja mõned lihtsad ained, mille puhul on definitsiooni järgi täidetud järgmised tingimused: = 0, =0, = 0. STANDARDOLEKUNA c. lihtainete puhul võetakse elemendi stabiilne faas ja keemiline olek antud temperatuuril. See seisund ei lange alati kokku loomuliku seisundiga; nii, STANDARDSEISKOND lk. lihtaine fluor kõigil temperatuuridel on puhas ideaalgaas 1 atm juures, mis koosneb F 2 molekulidest; sel juhul ei võeta arvesse F 2 dissotsieerumist aatomiteks. STANDARDSEISKOND c. võivad erinevates temperatuurivahemikes olla erinevad. Näiteks Na puhul vahemikus 0 kuni T pl (370,86 K) STANDARDNE OLEK c. lihtaine - puhas metall. Na 1 atm; vahemikus T pl kuni T bp (1156,15 K) - puhas vedel Na 1 atm; üle 1156,15 K on ideaalne gaas rõhul 1 atm ja koosneb eranditult Na aatomitest. Seega vastab tahke NaF moodustumise standard entalpia temperatuuril alla 370,86 K reaktsiooni entalpia muutusele Na (s) + 1 / 2 F 2 = NaF (s) ja vahemikus 370,86-1156,15 K vastab muutusele. reaktsiooni entalpia Na (vedelik) + 1 / 2 F 2 = NaF (TB).

STANDARDSEISKOND c. ioon vesilahuses lisatakse, et oleks võimalik arvutada eksperimentaalselt määratud lahustumisentalpia D aq H 0 (H 2 O) ümber keemilise ühendi moodustumise entalpiaks. Seega, kui on teada KCl vees lahustumise standard entalpia ja D H 0 arr [K +, lahus] ja [Cl -, lahus] - vastavalt K + ja Cl ioonide moodustumise entalpia STANDARDOLEKS c . vesilahuses, siis saab KCl moodustumise standardentalpia arvutada võrrandiga: [KCl, tv] = = - D aq H 0 (H 2 0) + [K +, lahus] + [Cl -, lahus ].

Standardseisundina lk. IUPAC soovituste kohaselt eeldatakse, et selle iooni olek on oletuslik. ühemolaarne vesilahus, milles kõnealuse iooni entalpia on võrdne selle entalpiaga lõpmatult lahjendatud lahuses. Lisaks eeldatakse, et H + iooni moodustumise entalpia STANDARDOLUKS on c, s.o. [H+, lahus, H2O] on null. Selle tulemusena on võimalik saada teiste lahuses olevate ioonide moodustumise suhtelised standardsed entalpiad, mis põhinevad keemiliste ühendite moodustumise entalpiate kõige usaldusväärsematel (võtme) väärtustel. Saadud ioonide moodustumise entalpiate väärtused lahuses omakorda aitavad määrata keemilise ühendi moodustumise tundmatuid entalpiaid juhtudel, kui mõõdetakse standardseid lahustumise entalpiaid.

STANDARDSEISKOND c. termodünaamiliste aktiivsuste, Gibbsi energiate, entalpiate, segunemise entroopia arvutamisel võetakse võrdlusolekuna kasutusele kahe- ja mitmekomponentsete süsteemide komponendid (STANDARDSEISUSE kolm viimast väärtust on võrdsed nulliga). Võimalik on nn sümmeetriline STANDARDSEISUNDi valik koos. komponenti kasutatakse selle põhilises STANDARDTINGIMUSES c., mis on määratud vastavalt IUPAC-ile. Kui mitmekomponentne süsteem on vedel, siis STANDARDOLUKORRAS c. komponendid, võetakse nende vedel olek. Alternatiiviks on antisümmeetriline valik STANDARDOLEK c., kui lahusti jaoks jäetakse alles STANDARDOLEK c, mis valitakse vastavalt IUPAC-i soovitustele, ja lahustunud aine A puhul STANDARDSEISUNUKS c. selle olek valitakse ühikkontsentratsiooniga lahuses, millel on lõpmatult lahjendatud lahuse omadused. Valige STANDARD CONDITION lk. sel juhul on see seotud teatud kontsentratsiooniga. skaala (molaarfraktsioon, molaarsus, molaarsus). Antisümmeetriline valik STANDARD SEISUKORD lk. mugav juhtudel, kui lahustunud aine ei eksisteeri antud faasis puhtal kujul (näiteks HCl ei eksisteeri toatemperatuuril vedelikuna).

STANDARDSEISUNDI mõiste lk. alguses tutvustas G. Lewis. 20. sajandil

Kirjandus: Lewis J., Randall M., Chemical Thermodynamics, tlk. inglise keelest, M., 1936; Belousov V.P., Panov M.Yu., Mitteelektrolüütide vesilahuste termodünaamika, L., 1983: Voronin G.F., Thermodynamics Fundamentals, M., 1987, lk. 91, 98, 100. M.V. Korobov.

Keemia entsüklopeedia. 4. köide >>

Üksikute ainete ja lahuste komponentide tavapäraselt aktsepteeritud olekud termodünaamiliste suuruste hindamisel.

"Standardseisundite" kasutuselevõtu vajadus tuleneb asjaolust, et termodünaamilised seadused ei kirjelda reaalsete ainete käitumist piisavalt täpselt, kui rõhk või kontsentratsioon on kvantitatiivseks tunnuseks. Standardseisundid valitakse arvutuste mugavuse huvides ja need võivad ühelt probleemilt teisele liikudes muutuda.

Standardseisundites nimetatakse termodünaamiliste suuruste väärtusi "standardiks" ja need tähistatakse ülaindeksis nulliga, näiteks: G 0, H 0, m 0 on vastavalt standardne Gibbsi energia, entalpia ja keemiline potentsiaal. ainest. Rõhu asemel kasutatakse ideaalsete gaaside ja lahuste termodünaamilistes võrrandites fugaatilisust (lenduvust) ning kontsentratsiooni asemel aktiivsust.

IUPAC-i standardolekud

Rahvusvahelise Puhta ja Rakenduskeemia Liidu (IUPAC) termodünaamika komisjon tegi kindlaks, et standardseisund on süsteemi olek, mis on võrdluseks meelevaldselt valitud. Komisjon pakkus välja järgmised ainete standardolekud:

• Gaasifaasi puhul on see keemiliselt puhta aine olek (eeldatav) gaasifaasis standardrõhul 100 kPa (kuni 1982. aastani – 1 standardatmosfäär, 101 325 Pa, 760 mmHg), mis tähendab ideaalsete gaasiomaduste olemasolu. .
• Vedelas või tahkes olekus puhta faasi, segu või lahusti puhul on see keemiliselt puhta aine olek vedelas või tahkes faasis standardrõhul.
• Lahuse puhul on see lahustunud aine (oletatav) olek standardmolaalsusega 1 mol/kg standardrõhul või standardkontsentratsioonil, eeldades, et lahus on lõpmatult lahjendatud.
• Keemiliselt puhta aine puhul on see aine selgelt määratletud agregatsiooni olekus selgelt määratletud, kuid suvalise standardrõhu all.

Standardoleku IUPAC-i definitsioon ei sisalda standardtemperatuuri, kuigi standardtemperatuuri nimetatakse sageli 25 °C-ks (298,15 K).