Termodynamiska standarder. Element av kemisk termodynamik och kinetik Materiens standardtillstånd

De huvudsakliga termodynamiska funktionerna som används i metallurgiska beräkningar är intern energi U, entalpi N, entropi S, såväl som deras viktigaste kombinationer: isobarisk-isotermisk G = H - TS och isokorisk-isotermisk F = U - TS potentialer, reducerad potential Ф = -G/T.

Enligt Nernsts sats för entropi Den naturliga referenspunkten är noll grader på Kelvinskalan, där entropin för kristallina ämnen är noll. Därför, från en formell synvinkel, är det i princip alltid möjligt att mäta eller beräkna entropins absoluta värde och använda det för kvantitativa termodynamiska uppskattningar. Det vill säga att entropi inte introducerar några svårigheter i praktiken att utföra numeriska termodynamiska beräkningar.

Och här inre energi har inget naturligt ursprung, och dess absoluta värde existerar helt enkelt inte. Detsamma gäller för alla andra termodynamiska funktioner eller potentialer, eftersom de är linjärt relaterade till intern energi:

H = U + PV;

F = U - TS;

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

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

Därför värdena U, H, F, G Och F av ett termodynamiskt system, på grund av osäkerheten i referenspunkten, kan endast fastställas upp till konstanter. Detta faktum leder inte till grundläggande komplikationer, eftersom för att lösa alla applikationsproblem tillräckligt för att vetaförändra kvantiteter termodynamiska funktioner vid ändring av temperatur, tryck, volym, under fas- och kemiska transformationer.

Men för att kunna utföra riktiga beräkningar var det nödvändigt att anta vissa överenskommelser (standarder) om det entydiga valet av vissa konstanter och fastställa enhetliga regler för beräkning av de initiala värdena för termodynamiska funktioner för alla ämnen som finns i naturen. På grund av det linjära beroendet av termodynamiska funktioner H, F, G, F från inre energi U Detta tillräckligt göra för endast en av dessa funktioner. Det hände verkligen utgångspunkten för värden har förenatsentalpi . Gjort det genom att tilldela ett nollvärde till entalpierna för vissa ämnen i vissa tillstånd under exakt specificerade fysikaliska förhållanden, som kallas standardämnen, standardvillkor Och standardtillstånd.

Följande är den vanligaste uppsättningen överenskommelser som diskuteras, enligt rekommendationerna av International Commission on Thermodynamics of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Denna uppsättning kan kallas termodynamiska standarder, såsom praktiskt etablerat i den moderna litteraturen om kemisk termodynamik.

Standardvillkor

Enligt Nernsts teorem är den naturliga referenspunkten för entropi, eller den naturliga standardtemperaturen, noll grader på Kelvinskalan, där entropierna för ämnen är noll. Vissa uppslagsböcker, huvudsakligen publicerade i Sovjetunionen, använder 0 K som standardtemperatur. Trots dess stora logik ur fysisk och matematisk synvinkel används denna temperatur inte i stor utsträckning som standardtemperatur. Detta beror på det faktum att vid låga temperaturer är värmekapacitetens beroende av temperaturen mycket komplex, och det är inte möjligt att använda tillräckligt enkla polynomapproximationer för det.

Fysiska standardförhållanden motsvarar ett tryck på 1 atm(1 fysisk atmosfär = 1,01325 bar)och temperatur 298,15 K(25° MED). Man tror att sådana förhållanden närmast motsvarar de faktiska fysikaliska förhållandena i kemiska laboratorier där termokemiska mätningar utförs.

Standardämnen

I naturen, alla isolerade, oberoende ämnen, kallade individer inom termodynamiken , består av rena element från D.I. Mendeleevs tabell, eller erhålls från kemiska reaktioner mellan dem. Det är därför tillräckligt skick att upprätta en referensram för termodynamiska storheter är valet av entalpier endast för kemiska grundämnen som enkla ämnen. Det är accepterat att entalpierna för alla element i deras standardtillstånd är noll under standardförhållanden – temperatur och tryck. Därför kallas också kemiska grundämnen i termodynamiken standardämnen.

Alla andra ämnen betraktas som föreningar erhållna genom kemiska reaktioner mellan standardämnen (kemiska grundämnen i standardtillstånd). De kallas " enskilda ämnen " Utgångspunkten för entalpier för kemiska föreningar (liksom för grundämnen i icke-standardiserade tillstånd) antas vara entalpin för reaktionen av deras bildning från standardämnen, som om de utfördes under standardförhållanden. reaktionens termiska effekt (entalpi) bestäms experimentellt under verkliga förhållanden och omräknas sedan till standardbetingelser. Detta värde tas som standardentalpi för bildning kemisk förening som en enskild substans.

I praktiska beräkningar bör man komma ihåg att i termokemi accepteras följande som standard regel av tecken att karakterisera entalpi. Om, under bildandet av en kemisk förening, värme står ut, tecknet är valt " minus” – värme går förlorad för systemet under en isoterm process. Om värme behövs för att bilda en kemisk förening absorberas, tecknet är valt " plus” – värme tillförs systemet från omgivningen för att bibehålla isotermiteten.

Standard tillstånd

För ett sådant tillstånd väljs den jämvikt, d.v.s. mest stabila form av existens (aggregationstillstånd, molekylär form) kemiskt element under standardförhållanden. Till exempel är dessa element i fast tillstånd - bly,  kol i form av grafit, i flytande form - kvicksilver och brom, diatomiska molekyler av gasformigt kväve eller klor, monoatomiska ädelgaser, etc.

Standardbeteckningar

För att beteckna vilken termodynamisk egenskap som beräknas vid ett standardtryck från ett standardvärde och därför anropas standardfastighet, används det övre högra indexet 0 (noll) för symbolen. Att egendomen räknas från den valda standarden, indikeras av symbolen "" framför den termodynamiska funktionens algebraiska symbol. Den temperatur som funktionsvärdet motsvarar anges ofta som en högerskrift. Till exempel, standard entalpiämnen vid 298,15 K betecknas som

Standardentalpierna för enskilda ämnen anses vara värmen från deras bildning genom kemiska reaktioner från standardämnen i standardtillstånd. Därför betecknas termodynamiska funktioner ibland med sänkningen f(från engelska bildning- utbildning):

Till skillnad från entalpi beräknas entropi av dess absoluta värde vid vilken temperatur som helst. Därför finns det inget tecken "" i beteckningen entropi:
standardentropiämnen vid 298,15 K, standardentropi vid temperatur T.

Standardegenskaper hos ämnen under standardförhållanden, d.v.s. standard termodynamiska funktioner sammanställs till tabeller över termokemiska mängder och publiceras som referensböcker över termokemiska mängder av enskilda ämnen.

Isobariska processer påträffas oftast i verkligheten, eftersom tekniska processer tenderar att utföras i enheter som kommunicerar med atmosfären. Därför innehåller referensböcker med termokemiska data för det mesta hur nödvändigt och tillräckligt information för beräkning av valfri termodynamisk funktion, kvantitet

Om värdena för den absoluta standardentropin och bildningsentalpi är kända, liksom värmekapacitetens beroende av temperaturen, då kan värdena eller ändringarna i värdena för alla andra termodynamiska funktioner beräknas.

Under lång tid hade fysiker och representanter för andra vetenskaper ett sätt att beskriva vad de observerade under sina experiment. Bristen på en gemensam åsikt och förekomsten av ett stort antal termer tagna ur tomma intet ledde till förvirring och missförstånd bland kollegor. Med tiden fick varje gren av fysiken sina egna etablerade definitioner och måttenheter. Så här uppstod termodynamiska parametrar som förklarar de flesta av de makroskopiska förändringarna i systemet.

Definition

Tillståndsparametrar, eller termodynamiska parametrar, är ett antal fysiska storheter som tillsammans och var för sig kan karakterisera det observerade systemet. Dessa inkluderar begrepp som:

• temperatur och tryck;
• koncentration, magnetisk induktion;
• entropi;
• entalpi;
• Gibbs och Helmholtz energier och många andra.

Det finns intensiva och omfattande parametrar. Omfattande är de som är direkt beroende av det termodynamiska systemets massa, och intensiva är de som bestäms av andra kriterier. Inte alla parametrar är lika oberoende, därför är det nödvändigt att bestämma flera parametrar på en gång för att beräkna systemets jämviktstillstånd.

Dessutom finns det vissa terminologiska meningsskiljaktigheter bland fysiker. Samma fysiska egenskap kan av olika författare kallas antingen en process, eller en koordinat, eller en kvantitet, eller en parameter, eller till och med bara en egenskap. Allt beror på vilket innehåll forskaren använder det i. Men i vissa fall finns det standardiserade rekommendationer som författarna till dokument, läroböcker eller beställningar måste följa.

Klassificering

Det finns flera klassificeringar av termodynamiska parametrar. Så baserat på den första punkten är det redan känt att alla kvantiteter kan delas in i:

• omfattande (tillsats) - sådana ämnen följer lagen om tillsats, det vill säga deras värde beror på mängden ingredienser;
• intensiva - de beror inte på hur mycket av ämnet som togs för reaktionen, eftersom de planar ut under interaktion.

Utifrån de förhållanden under vilka ämnen som utgör systemet befinner sig kan mängder delas upp i sådana som beskriver fasreaktioner och kemiska reaktioner. Dessutom måste reaktanterna beaktas. De kan vara:

• termomekaniska;
• termofysiska;
• termokemisk.

Dessutom utför alla termodynamiska system en specifik funktion, så parametrar kan karakterisera arbetet eller värmen som erhålls som ett resultat av en reaktion, och även tillåta en att beräkna energin som krävs för att överföra massan av partiklar.

Tillståndsvariabler

Tillståndet för vilket system som helst, inklusive ett termodynamiskt, kan bestämmas genom en kombination av dess egenskaper eller egenskaper. Alla variabler som är helt bestämda endast vid ett specifikt ögonblick och inte beror på hur exakt systemet kom till detta tillstånd kallas termodynamiska parametrar (variabler) för tillståndet eller funktionerna i tillståndet.

Ett system anses vara stationärt om de variabla funktionerna inte förändras över tiden. Ett alternativ är termodynamisk jämvikt. Varje, även den minsta förändring i systemet, är redan en process, och den kan innehålla från en till flera variabla termodynamiska tillståndsparametrar. Den sekvens i vilken tillstånden i ett system kontinuerligt omvandlas till varandra kallas "processvägen".

Tyvärr finns fortfarande förvirring med termer, eftersom samma variabel kan vara antingen oberoende eller ett resultat av tillägg av flera systemfunktioner. Därför kan termer som "tillståndsfunktion", "tillståndsparameter", "tillståndsvariabel" betraktas som synonymer.

Temperatur

En av de oberoende parametrarna för tillståndet för ett termodynamiskt system är temperatur. Det är en kvantitet som kännetecknar mängden kinetisk energi per enhet partiklar i ett termodynamiskt system i ett jämviktstillstånd.

Om vi ​​närmar oss definitionen av begreppet ur termodynamikens synvinkel, så är temperaturen en kvantitet omvänt proportionell mot förändringen i entropi efter tillförsel av värme (energi) till systemet. När systemet är i jämvikt är temperaturvärdet detsamma för alla dess "deltagare". Om det finns en temperaturskillnad så avges energi av den varmare kroppen och absorberas av den kallare.

Det finns termodynamiska system där störningen (entropin) inte ökar när energi tillförs, utan tvärtom minskar. Dessutom, om ett sådant system interagerar med en kropp vars temperatur är högre än dess egen, kommer det att ge upp sin kinetiska energi till denna kropp, och inte vice versa (baserat på termodynamikens lagar).

Tryck

Tryck är en storhet som kännetecknar kraften som verkar på en kropp vinkelrätt mot dess yta. För att beräkna denna parameter är det nödvändigt att dela hela mängden kraft med objektets yta. Enheterna för denna kraft kommer att vara pascal.

När det gäller termodynamiska parametrar upptar gasen hela den tillgängliga volymen, och dessutom rör sig molekylerna som den består av kontinuerligt kaotiskt och kolliderar med varandra och med kärlet där de befinner sig. Det är dessa stötar som orsakar trycket av ämnet på kärlets väggar eller på kroppen som placeras i gasen. Kraften fördelas lika i alla riktningar just på grund av molekylernas oförutsägbara rörelser. För att öka trycket är det nödvändigt att öka systemets temperatur och vice versa.

Inre energi

De viktigaste termodynamiska parametrarna som beror på systemets massa inkluderar intern energi. Den består av kinetisk energi som orsakas av rörelsen av molekyler av ett ämne, såväl som potentiell energi som uppstår när molekyler interagerar med varandra.

Denna parameter är entydig. Det vill säga att värdet på intern energi är konstant varje gång systemet är i önskat tillstånd, oavsett hur det (tillståndet) uppnåddes.

Det är omöjligt att ändra inre energi. Den består av den värme som genereras av systemet och det arbete det producerar. För vissa processer tas även hänsyn till andra parametrar, såsom temperatur, entropi, tryck, potential och antal molekyler.

Entropi

Termodynamikens andra lag säger att entropin inte minskar. En annan formulering postulerar att energi aldrig överförs från en kropp vid en lägre temperatur till en kropp vid en högre temperatur. Detta förnekar i sin tur möjligheten att skapa en evighetsmaskin, eftersom det är omöjligt att överföra all energi som är tillgänglig för kroppen till arbete.

Själva begreppet "entropi" togs i bruk i mitten av 1800-talet. Då uppfattades det som en förändring av mängden värme till systemets temperatur. Men en sådan definition är bara lämplig för processer som ständigt befinner sig i ett jämviktstillstånd. Av detta kan vi dra följande slutsats: om temperaturen på de kroppar som utgör systemet tenderar till noll, kommer entropin att vara noll.

Entropi som en termodynamisk parameter för en gass tillstånd används som en indikation på måttet på oordning, kaotisk rörelse av partiklar. Det används för att bestämma fördelningen av molekyler i ett visst område och kärl, eller för att beräkna den elektromagnetiska kraften av interaktion mellan joner av ett ämne.

Entalpi

Entalpi är energi som kan omvandlas till värme (eller arbete) vid konstant tryck. Detta är potentialen för ett system som är i ett jämviktstillstånd om forskaren känner till nivån på entropi, antalet molekyler och tryck.

Om den termodynamiska parametern för en idealgas anges, används formuleringen "det expanderade systemets energi" istället för entalpi. För att göra det lättare att förklara detta värde kan du föreställa dig ett kärl fyllt med gas, som likformigt komprimeras av en kolv (till exempel en förbränningsmotor). I det här fallet kommer entalpi inte bara att vara lika med ämnets inre energi, utan också med det arbete som måste göras för att få systemet till det erforderliga tillståndet. Att ändra denna parameter beror bara på systemets initiala och slutliga tillstånd, och vägen genom vilken den kommer att erhållas spelar ingen roll.

Gibbs energi

Termodynamiska parametrar och processer är för det mesta associerade med energipotentialen hos de ämnen som utgör systemet. Således är Gibbs-energin ekvivalent med den totala kemiska energin i systemet. Den visar vilka förändringar som kommer att ske under kemiska reaktioner och om ämnen kommer att interagera överhuvudtaget.

Att ändra mängden energi och temperatur i ett system under en reaktion påverkar begrepp som entalpi och entropi. Skillnaden mellan dessa två parametrar kommer att kallas Gibbs energi eller isobarisk-isotermisk potential.

Minimivärdet för denna energi observeras om systemet är i jämvikt, och dess tryck, temperatur och ämnesmängder förblir oförändrade.

Helmholtz energi

Helmholtz-energi (enligt andra källor - helt enkelt fri energi) representerar den potentiella mängd energi som kommer att gå förlorad av ett system när det interagerar med kroppar utanför det.

Begreppet Helmholtz fri energi används ofta för att bestämma vilket maximalt arbete ett system kan utföra, det vill säga hur mycket värme som kommer att frigöras när ämnen övergår från ett tillstånd till ett annat.

Om systemet är i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt (det vill säga det fungerar inte), är nivån av fri energi på ett minimum. Det betyder att förändringar i andra parametrar, såsom temperatur, tryck och antal partiklar, inte heller sker.

ELEMENT AV KEMISKA TERMODYNAMIK OCH KINETIK

Termodynamiska system: definition, klassificering av system (isolerade, slutna, öppna) och processer (isotermiska, isobariska, isokoriska). Standardskick.

Termodynamik – det är vetenskap studera de allmänna mönstren av processer åtföljda av frigöring, absorption och omvandling av energi.

Kemisk termodynamik studerar de ömsesidiga omvandlingarna av kemisk energi och dess andra former - termisk, ljus, elektrisk, etc., fastställer de kvantitativa lagarna för dessa övergångar och gör det också möjligt att förutsäga ämnens stabilitet under givna förhållanden och deras förmåga att ingå vissa kemiska reaktioner. Termokemi, som är en gren av kemisk termodynamik, studerar de termiska effekterna av kemiska reaktioner.

Objektet för termodynamiskt övervägande kallas ett termodynamiskt system eller helt enkelt ett system.

Ett system är vilket naturligt objekt som helst som består av ett stort antal molekyler (strukturella enheter) och separeras från andra naturliga objekt av en verklig eller imaginär gränsyta (gränssnitt).

Ett systems tillstånd är en uppsättning egenskaper hos systemet som gör att vi kan definiera systemet ur termodynamikens synvinkel.

Typer av termodynamiska system:

I. På grund av naturen hos utbytet av materia och energi med miljön:

Ett isolerat system byter inte ut vare sig materia eller energi med omgivningen (Δm = 0; ΔE = 0) - termos, Dewar-kolv.

Adiabatiskt isolerad - utbyte av termisk energi med den yttre miljön är omöjligt, utbyte av materia är möjligt.

2. Slutet system - byter inte materia med omgivningen, men kan utbyta energi (sluten kolv med reagens).

3. Öppet system - kan byta både materia och energi med miljön (människokroppen).

Samma system kan vara i olika tillstånd. Varje tillstånd i systemet kännetecknas av en viss uppsättning värden av termodynamiska parametrar. Termodynamiska parametrar inkluderar temperatur, tryck, densitet, koncentration, etc. En förändring av åtminstone en termodynamisk parameter leder till en förändring av systemets tillstånd som helhet. När de termodynamiska parametrarna är konstanta i alla punkter i systemet (volym) kallas systemets termodynamiska tillstånd för jämvikt.

II. Enligt tillståndet för aggregering:

1. Homogen - frånvaron av skarpa förändringar i fysikaliska och kemiska egenskaper under övergången från ett område av systemet till ett annat (består av en fas).

2. Heterogen - två eller flera homogena system i ett (består av två eller flera faser).

En fas är en del av ett system som är homogen på alla punkter i sammansättning och egenskaper och är separerad från andra delar av systemet genom ett gränssnitt. Ett exempel på ett homogent system är en vattenlösning. Men om lösningen är mättad och det finns saltkristaller i botten av kärlet, är det aktuella systemet heterogent (det finns en fasgräns). Ett annat exempel på ett homogent system är enkelt vatten, men vatten med is som flyter i är ett heterogent system.

Fasövergång - fasomvandlingar (issmältning, vattenkokning).

Termodynamisk process- övergång termodynamiskt system från en stat till en annan, vilket alltid är förknippat med en kränkning jämvikt system.

Till exempel, för att minska volymen gas som finns i ett kärl, måste du trycka in en kolv. I det här fallet kommer gasen att komprimeras och först och främst kommer gastrycket nära kolven att öka - jämvikten kommer att störas. Obalansen blir större ju snabbare kolven rör sig. Om man rör kolven väldigt långsamt så störs jämvikten något och trycket på olika punkter skiljer sig lite från jämviktsvärdet som motsvarar en given volym gas. I gränsen, med oändligt långsam kompression, kommer gastrycket att ha ett visst värde vid varje tidpunkt. Följaktligen kommer gasens tillstånd att vara i jämvikt hela tiden, så att en oändligt långsam process kommer att visa sig bestå av en sekvens av jämviktstillstånd. Denna process kallas jämvikt eller kvasistatisk.

En oändligt långsam process är en abstraktion. I praktiken kan en process som går så långsamt betraktas som kvasistatisk att parametervärdenas avvikelser från jämviktsvärdena är försumbara. När riktningen för jämviktsprocessen ändras (till exempel ersätter gaskompression med expansion) kommer systemet att gå igenom samma jämviktstillstånd som under framåtrörelsen, men i omvänd ordning. Därför kallas även jämviktsprocesser reversibel. Processen där ett system, efter en rad förändringar, återgår till sitt ursprungliga tillstånd kallas cirkulär process eller cykel. Begreppen jämviktstillstånd och reversibel process spelar en viktig roll inom termodynamiken. Alla kvantitativa slutsatser av termodynamiken är endast tillämpliga på jämviktstillstånd och reversibla processer.

Klassificering av termodynamiska processer:

Isotermisk - konstant temperatur - T= konst

Isobarisk - konstant tryck - sid= konst

Isokorisk - konstant volym - V= konst

Adiabatisk - frånvaro av värmeväxling mellan systemet och den yttre miljön – d F=0

Standardskick- V kemisk termodynamik villkorligt accepterade tillstånd för enskilda ämnen och komponenter i lösningar under bedömningen termodynamiska storheter.

Behovet av att införa "standardtillstånd" beror på det faktum att termodynamiska lagar inte beskriver beteendet hos verkliga ämnen tillräckligt noggrant, när den kvantitativa egenskapen är tryck eller koncentration. Standardtillstånd väljs för att underlätta beräkningarna, och de kan ändras när man flyttar från ett problem till ett annat.

I standardtillstånd kallas värdena för termodynamiska storheter "standard" och betecknas med noll i upphöjden, till exempel: G0, H0, m0 är respektive standard Gibbs energi, entalpi, kemisk potentialämnen. Istället för att trycka in termodynamiska ekvationer För idealiska gaser och lösningar används flyktighet, och istället för koncentration används aktivitet.

Kommission för termodynamik International Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC) definierade att standardtillståndet är systemets tillstånd, godtyckligt vald som en standard för jämförelse. Kommissionen föreslog följande standardtillstånd för ämnen:

För gasfasen är detta det (antagna) tillståndet kemiskt rent ämne i gasfas under ett standardtryck på 100 kPa (fram till 1982 - 1 standardatmosfär, 101 325 Pa, 760 mm Hg), vilket innebär att det finns egenskaper idealisk gas.

För ren fas, blandning eller lösningsmedel i flytande eller fast form aggregationstillstånd- detta är tillståndet för ett kemiskt rent ämne i flytande eller fast fas under standardtryck.

För en lösning är detta det (antagna) tillståndet för det lösta ämnet med standard molalitet 1 mol/kg, under standardtryck eller standardkoncentration, baserat på förhållandena att lösningen späds på obestämd tid.

För ett kemiskt rent ämne är detta ett ämne i ett klart definierat aggregationstillstånd under ett klart definierat, men godtyckligt, standardtryck.

IUPAC-definitionen av ett standardtillstånd inkluderar inte en standardtemperatur, även om standardtemperaturen ofta hänvisas till som 25 °C (298,15 K).

7. Reaktionshastighet: genomsnittlig och sann. Massaktionens lag.

Termodynamiska system: definition, klassificering av system (isolerade, slutna, öppna) och processer (isotermiska, isobariska, isokoriska). Standardskick.

Vi har den största informationsdatabasen i RuNet, så du kan alltid hitta liknande frågor

Beroende av reaktionshastighet på koncentration. Molecularity av en elementär reaktion handling. Reaktionsordning. Kinetiska ekvationer av första och nollordningens reaktioner. Halveringstid.

Beroende av reaktionshastighet på temperatur. Temperaturkoefficient för reaktionshastighet och dess egenskaper för biokemiska processer. Aktiverings energi.

Katalys är homogen och heterogen. Enzymkatalys. Michaelis-Mentens ekvation.

Kemisk balans. Reversibla och irreversibla reaktioner.

Skatt på maino. Turistskatt. Avgift för parkeringsplats för fordon

Betalare av skatten är individer och juridiska personer, inklusive icke-bosatta, som är myndigheter i projekt för att leva okränkbarhet. Betalare av insamlingen är juridiska personer, deras filialer (filial, representationskontor)

Lantbruk

Klassificering av grödor efter botaniska och biologiska egenskaper. Bildande av strukturen för sådda områden. Jordbruksteknik. Biologiska och botaniska egenskaper.

Grunderna i vibrationsvetenskap. Praktiska robotar

Den första guiden till uppgifter för studenter vid institutionen för arbetsvetenskap och specialitet 5.01010301 "Teknologisk medvetenhet." Handboken innehåller en sammanfattning av tretton typiska praktiska operationer och låter dig få information och olika kunskaper om baslivsmedel: mat, kraft och metoder för att bearbeta material.

Väsentligt ansvar för intrång i egendom och ett visst företag

Element och lika delar av företagets säkerhetssystem. Chef för säkerhetstjänsten. Säkert åtkomstläge. Extrem psykologi.

Kursarbete för ämnet "Grunderna för robotar på en PC" På ämnet: Windows OS-objekt. Kiev 2015

Författare: Chemical Encyclopedia N.S. Zefirov

STANDARDSKICK inom kemisk termodynamik, tillståndet för ett system som valts som referenstillstånd vid uppskattning av termodynamiska storheter. Behovet av att välja STANDARDKONDITION sid. på grund av att abs inte kan beräknas inom ramen för kemisk termodynamik. värden för Gibbs energier, kemiska potentialer, entalpier och andra termodynamiska storheter för en given substans; beräkning är möjlig endast relaterar. värden av dessa kvantiteter i ett givet tillstånd i jämförelse med deras värde i STANDARDTILLSTÅND sid.

STANDARDSKICK c. vald för att underlätta beräkningar; det kan ändras när du går från en uppgift till en annan. Värden av termodynamiska storheter i STANDARDTILLSTÅND sid. kallas standard och betecknas vanligtvis med noll överst. index, till exempel G 0 , H 0 , m 0 - respektive standard Gibbs energi, entalpi, kemisk potential för ett ämne. För en kemisk reaktion är D G 0, D H 0, D S 0 lika med förändringarna, respektive G 0, H 0 och S 0 i det reagerande systemet under övergången från utgångsämnena till STANDARDTILLSTÅND c. till reaktionsprodukterna i STANDARDTILLSTÅND sid.

STANDARDSKICK c. kännetecknad av standardförhållanden: tryck p 0, temperatur T 0, sammansättning (molär fraktion x 0). IUPAC Commission on Thermodynamics (1975) definierade STANDARD STATE sid. för alla gasformiga ämnen är ett rent ämne (x 0 = 1) i tillståndet av en idealgas med ett tryck p 0 = 1 atm (1,01 10 5 Pa) vid något fastställt. temperatur. För fasta och flytande ämnen är huvudSTANDARDTILLSTÅND tillståndet för ett rent (x 0 = 1) ämne under yttre tryck p 0 = 1 atm. I definitionen av STANDARDKONDITION sid. IUPAC T 0 ingår inte, även om standardtemperaturen ofta anges till 298,15 K.

Mn. Gaser vid ett tryck på 1 atm kan inte betraktas som en idealisk gas. STANDARDSKICK c. i dessa fall inte verkliga, men några hypotetiska. stat. Liknande konst. urval STANDARDSKILD sid. förklaras av enkelheten i beräkningar av termodynamiska funktioner för en idealgas.

För processen för bildning av en kemisk förening från enkla ämnen, anges standard Gibbs energier, entalpi, entropi i termodynamiska referensböcker

För att bestämma dessa mängder väljs några enkla ämnen för vilka per definition följande villkor är uppfyllda: = 0, =0, = 0. Som STANDARDTILLSTÅND sid. för enkla ämnen tas grundämnets stabila fas och kemiska tillstånd vid en given temperatur. Detta tillstånd sammanfaller inte alltid med det naturliga; så, STANDARDSKILDET sid. det enkla ämnet fluor vid alla temperaturer är en ren idealgas vid 1 atm, bestående av F 2 -molekyler; i detta fall tas inte hänsyn till dissociationen av F 2 till atomer. STANDARDSKICK c. kan vara olika i olika temperaturområden. För Na, till exempel, i intervallet från 0 till T pl (370,86 K) STANDARDTILLSTÅND sid. enkelt ämne - ren metall. Na vid 1 atm; i intervallet från T pl till T bp (1156,15 K) - ren flytande Na vid 1 atm; över 1156,15 K är en idealisk gas vid 1 atm, som uteslutande består av Na-atomer. Således motsvarar standardentalpin för bildning av fast NaF under 370,86 K förändringen i entalpi i reaktionen Na (s) + 1/2 F 2 = NaF (s), och i intervallet 370,86-1156,15 K motsvarar en förändring entalpi i reaktionen Na (vätska) + 1 / 2 F 2 = NaF (TB).

STANDARDSKICK c. jon i en vattenlösning införs för att göra det möjligt att räkna om den experimentellt bestämda upplösningsentalpin D aq H 0 (H 2 O) till entalpin för bildning av en kemisk förening. Så, om standardentalpin för upplösning av KCl i vatten är känd, och D H 0 arr [K +, lösning] respektive [Cl -, lösning] - entalpin för bildning av K + och Cl-joner i STANDARDTILLSTÅND c . i en vattenlösning, då kan standardentalpin för bildning av KCl beräknas med ekvationen: [KCl, tv] = = - D aq H 0 (H 2 0) + [K +, lösning] + [Cl -, lösning ].

Som STANDARDKONDITION sid. enligt IUPACs rekommendationer, antas tillståndet för denna jon vara hypotetiskt. en enmolal vattenlösning i vilken jons entalpi är lika med dess entalpi i en oändligt utspädd lösning. Dessutom antas det att entalpin för bildning av H +-jonen i STANDARDTILLSTÅND är c., dvs. [H+, lösning, H2O] är noll. Som ett resultat blir det möjligt att erhålla relativa standardentalpier för bildning av andra joner i lösning baserat på de mest tillförlitliga (nyckel) värdena för entalpier för bildning av kemiska föreningar. I sin tur tjänar de erhållna värdena för entalpierna för bildandet av joner i lösning för att bestämma de okända entalpierna för bildandet av en kemisk förening i fall där standardentalpier för upplösning mäts.

STANDARDSKICK c. komponenter i två- och flerkomponentsystem introduceras som ett referenstillstånd vid beräkning av termodynamiska aktiviteter, Gibbs energier, entalpier, blandningsentropi (de tre sista värdena i STANDARDTILLSTÅNDEN är lika med noll). Det så kallade symmetriska valet av STANDARDKONDITION med. är möjligt, där, som STANDARDKONDITION med. komponenten används i dess grundläggande STANDARDTILLSTÅND c., bestämt enligt IUPAC. Om ett flerkomponentsystem är flytande, då som STANDARDTILLSTÅND c. komponenter tas deras flytande tillstånd. Ett alternativ är det antisymmetriska valet av STANDARDTILLSTÅND c., när för lösningsmedlet STANDARDTILLSTÅND c. behålls, valt enligt IUPAC-rekommendationer, och för det lösta ämnet A som STANDARDTILLSTÅND c. dess tillstånd väljs i en lösning av enhetskoncentration, som har egenskaperna hos en oändligt utspädd lösning. Välj STANDARDKONDITION sid. i detta fall är det förknippat med en viss koncentration. skala (molar fraktion, molaritet, molalitet). Antisymmetriskt val STANDARDSKILD sid. lämpligt i fall där det lösta ämnet inte finns i en given fas i ren form (till exempel HCl existerar inte som en vätska vid rumstemperatur).

Begreppet STANDARDKONDITION sid. introducerades av G. Lewis i början. 1900-talet

Litteratur: Lewis J., Randall M., Chemical Thermodynamics, trans. från engelska, M., 1936; Belousov V.P., Panov M.Yu., Thermodynamics of aqueous solutions of nonelectrolytes, L., 1983: Voronin G.F., Fundamentals of Thermodynamics, M., 1987, sid. 91, 98, 100. M.V. Korobov.

Kemiskt uppslagsverk. Volym 4 >>

Konventionellt accepterade tillstånd för enskilda ämnen och komponenter i lösningar vid bedömning av termodynamiska kvantiteter.

Behovet av att införa "standardtillstånd" beror på det faktum att termodynamiska lagar inte beskriver beteendet hos verkliga ämnen tillräckligt exakt när tryck eller koncentration fungerar som en kvantitativ egenskap. Standardtillstånd väljs för att underlätta beräkningarna, och de kan ändras när man flyttar från ett problem till ett annat.

I standardtillstånd kallas värdena för termodynamiska storheter "standard" och betecknas med noll i upphöjden, till exempel: G 0, H 0, m 0 är standard Gibbs energi, entalpi och kemisk potential. av ämnet. Istället för tryck används fugacity (flyktighet) i termodynamiska ekvationer för ideala gaser och lösningar, och aktivitet används istället för koncentration.

IUPAC-standard

The Commission on Thermodynamics of the International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) fastställde att standardtillståndet är systemets tillstånd, godtyckligt vald som en standard för jämförelse. Kommissionen föreslog följande standardtillstånd för ämnen:

• För gasfasen är det (antaget) tillståndet för ett kemiskt rent ämne i gasfasen under ett standardtryck på 100 kPa (fram till 1982 - 1 standardatmosfär, 101 325 Pa, 760 mmHg), vilket antyder närvaron av idealiska gasegenskaper .
• För en ren fas, blandning eller lösningsmedel i flytande eller fast aggregattillstånd är detta tillståndet för ett kemiskt rent ämne i flytande eller fast fas under standardtryck.
• För en lösning är detta det lösta ämnets (antagna) tillstånd med en standardmolalitet på 1 mol/kg, under standardtryck eller standardkoncentration, förutsatt att lösningen är oändligt utspädd.
• För ett kemiskt rent ämne är detta ett ämne i ett klart definierat aggregationstillstånd under ett klart definierat, men godtyckligt, standardtryck.

IUPAC-definitionen av ett standardtillstånd inkluderar inte en standardtemperatur, även om standardtemperaturen ofta hänvisas till som 25 °C (298,15 K).