Termodinamik standartları. Kimyasal termodinamiğin ve kinetiğin elemanları Maddenin standart durumu

24.11.202227.05.2017

Metalurjik hesaplamalarda kullanılan ana termodinamik fonksiyonlar iç enerjidir. sen, entalpi N, entropi S ve bunların en önemli kombinasyonları: izobarik-izotermal G = H - TS ve izokorik-izotermal F = U - TS potansiyeller, azaltılmış potansiyel Ф = -G/T.

Nernst teoremine göre entropi Doğal referans noktası, kristalli maddelerin entropisinin sıfır olduğu Kelvin ölçeğinde sıfır derecedir. Bu nedenle, resmi bir bakış açısından, prensip olarak, entropinin mutlak değerini ölçmek veya hesaplamak ve bunu niceliksel termodinamik tahminler için kullanmak her zaman mümkündür. Yani entropi, sayısal termodinamik hesaplamaların gerçekleştirilmesinde herhangi bir zorluk yaratmaz.

Ve burada içsel enerji doğal bir kökeni yoktur ve mutlak değeri yoktur. Aynı şey diğer tüm termodinamik fonksiyonlar veya potansiyeller için de geçerlidir çünkü bunlar iç enerjiyle doğrusal olarak ilişkilidir:

H = U + PV;

F = U - TS;

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

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

Bu nedenle değerler U, H, F, G Ve F Bir termodinamik sistemin referans noktasının belirsizliğinden dolayı sadece sabitlere kadar belirlenebilir. Bu gerçek temel komplikasyonlara yol açmaz çünkü tüm uygulama sorunlarını çözmek için bilmek için yeterlideğiştirmek miktarları faz ve kimyasal dönüşümler sırasında sıcaklığı, basıncı, hacmi değiştirirken termodinamik işlevler.

Ancak gerçek hesaplamaları yapabilmek için, belirli sabitlerin kesin seçimi konusunda belirli anlaşmaların (standartların) kabul edilmesi ve doğada bulunan tüm maddeler için termodinamik fonksiyonların başlangıç değerlerinin hesaplanmasına yönelik tek tip kurallar oluşturulması gerekiyordu. Termodinamik fonksiyonların doğrusal bağımlılığı nedeniyle H, F, G, F iç enerjiden sen Bu yeterli bu işlevlerden yalnızca biri için yapın. gerçekten oldu değerlerin başlangıç noktası birleştirildientalpi . Yaptım kesin olarak belirlenmiş fiziksel koşullar altında belirli hallerdeki belirli maddelerin entalpilerine sıfır değeri atayarak, bunlara denir standart maddeler, standart koşullar Ve standart durumlar.

Aşağıda, Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği'nin (IUPAC) Uluslararası Termodinamik Komisyonu tarafından tavsiye edilen, tartışılan en yaygın anlaşmalar yer almaktadır. Bu set çağrılabilir termodinamik standartlar Kimyasal termodinamik üzerine modern literatürde pratik olarak kurulduğu gibi.

Standart şartlar

Nernst teoremine göre, entropinin veya doğal standart sıcaklığın doğal referans noktası, maddelerin entropilerinin sıfır olduğu Kelvin ölçeğinde sıfır derecedir. Çoğunlukla SSCB'de yayınlanan bazı referans kitapları standart sıcaklık olarak 0 K kullanır.Fiziksel ve matematiksel açıdan harika mantığına rağmen, bu sıcaklık standart sıcaklık olarak yaygın şekilde kullanılmaz. Bunun nedeni, düşük sıcaklıklarda ısı kapasitesinin sıcaklığa bağımlılığının çok karmaşık olması ve bunun için yeterince basit polinom yaklaşımlarının kullanılmasının mümkün olmamasıdır.

Standart fiziksel koşullar 1 atm basınca karşılık gelir(1 fiziksel atmosfer = 1,01325 bar)ve sıcaklık 298,15 K(25° İLE). Bu tür koşulların, termokimyasal ölçümlerin yapıldığı kimya laboratuvarlarındaki gerçek fiziksel koşullara en yakın şekilde karşılık geldiğine inanılmaktadır.

Standart maddeler

Doğada izole edilmiş, bağımsız maddelerin tümüne termodinamikte bireysel denir. , D.I. Mendeleev'in tablosundaki saf elementlerden oluşur veya aralarındaki kimyasal reaksiyonlardan elde edilir. Bu yüzden yeterli koşul termodinamik büyüklükler için bir referans çerçevesi oluşturmak, yalnızca kimyasal elementler için entalpilerin seçilmesidir basit maddeler olarak. Öyle kabul ediliyor standart koşullar altında tüm elementlerin standart durumlarındaki entalpileri sıfırdır – sıcaklık ve basınç. Bu nedenle termodinamikte kimyasal elementlere de denir. standart maddeler.

Diğer tüm maddeler, standart maddeler (standart haldeki kimyasal elementler) arasındaki kimyasal reaksiyonlarla elde edilen bileşikler olarak kabul edilir. bireysel maddeler " Kimyasal bileşiklerin (standart olmayan durumlardaki elementlerin yanı sıra) entalpilerinin başlangıç noktası, sanki standart koşullar altında gerçekleştirilmiş gibi, standart maddelerden oluşmalarının reaksiyonunun entalpisi olarak alınır. reaksiyonun termal etkisi (entalpisi) gerçek koşullar altında deneysel olarak belirlenir ve ardından standart koşullara göre yeniden hesaplanır. Bu değer şu şekilde alınır: standart oluşum entalpisi bireysel bir madde olarak kimyasal bileşik.

Pratik hesaplamalarda termokimyada aşağıdakilerin standart olarak kabul edildiği unutulmamalıdır. işaretler kuralı entalpiyi karakterize etmek. Kimyasal bir bileşiğin oluşumu sırasında ısı göze çarpıyor, işaret seçildi " eksi” – izotermal bir işlem sırasında sistem için ısı kaybı olur. Kimyasal bir bileşik oluşturmak için ısıya ihtiyaç duyuluyorsa absorbe, işaret seçildi " artı” – izotermalliği korumak için sisteme ısı ortamdan sağlanır.

Standart durumlar

Böyle bir durum için denge durumu seçilir; en kararlı varoluş biçimi (toplanma durumu, moleküler biçim) kimyasal element standart koşullar altında Örneğin, bunlar katı haldeki elementlerdir - kurşun,  Grafit formundaki karbon, sıvı formda - cıva ve brom, gaz halindeki nitrojen veya klorun diatomik molekülleri, tek atomlu soy gazlar, vb.

Standart tanımlamalar

Standart bir değerden standart bir basınçta hesaplanan ve bu nedenle adı verilen herhangi bir termodinamik özelliği belirtmek standart özellik, sembolünün sağ üst indeksi 0 (sıfır) kullanılır. Mülkün sayılması Seçilen standarttan termodinamik fonksiyonun cebirsel sembolünün önündeki “” sembolü ile gösterilir. Fonksiyon değerinin karşılık geldiği sıcaklık genellikle sağ alt simge olarak verilir. Örneğin, standart entalpi 298,15 K'deki maddeler şu şekilde belirlenmiştir:

Bireysel maddelerin standart entalpileri, standart durumdaki standart maddelerden kimyasal reaksiyonlarla oluşma ısıları olarak alınır. Bu nedenle termodinamik fonksiyonlar bazen alt simge kullanılarak gösterilir. F(İngilizceden formasyon- eğitim):

Entalpiden farklı olarak entropi, herhangi bir sıcaklıktaki mutlak değeriyle hesaplanır. Bu nedenle entropinin gösteriminde “” işareti yoktur:
standart entropi 298,15 K'deki maddeler, sıcaklıkta standart entropi T.

Standart koşullar altında maddelerin standart özellikleri; standart termodinamik fonksiyonlar termokimyasal miktar tabloları halinde derlenir ve şu şekilde yayınlanır: tek tek maddelerin termokimyasal miktarlarına ilişkin referans kitapları.

İzobarik süreçlere gerçekte en sık rastlanır, çünkü teknolojik süreçler atmosferle iletişim kuran cihazlarda gerçekleştirilme eğilimindedir. Bu nedenle termokimyasal verilere ilişkin referans kitaplarının büyük bir kısmı nasıl gerekli ve yeterli Herhangi bir termodinamik fonksiyonun, miktarın hesaplanmasına yönelik bilgiler

Standart mutlak entropi ve oluşum entalpisinin değerleri biliniyorsa, ısı kapasitesinin sıcaklığa bağımlılığı, daha sonra diğer tüm termodinamik fonksiyonların değerleri veya değerlerindeki değişiklikler hesaplanabilir.

Uzun bir süre boyunca fizikçiler ve diğer bilimlerin temsilcileri, deneyleri sırasında gözlemlediklerini açıklamanın bir yolunu buldular. Ortak bir görüşün olmayışı ve çok sayıda terimin birdenbire ortaya çıkması, meslektaşlar arasında kafa karışıklığına ve yanlış anlamalara yol açtı. Zamanla fiziğin her dalı kendi yerleşik tanımlarını ve ölçü birimlerini edindi. Sistemdeki makroskobik değişikliklerin çoğunu açıklayan termodinamik parametreler bu şekilde ortaya çıktı.

Tanım

Durum parametreleri veya termodinamik parametreler, birlikte ve her biri ayrı ayrı gözlemlenen sistemi karakterize edebilen bir dizi fiziksel büyüklüktür. Bunlar aşağıdaki gibi kavramları içerir:

sıcaklık ve basınç;
konsantrasyon, manyetik indüksiyon;
entropi;
entalpi;
Gibbs ve Helmholtz enerjileri ve diğerleri.

Yoğun ve kapsamlı parametreler var. Kapsamlı olanlar doğrudan termodinamik sistemin kütlesine bağlı olanlardır ve yoğun olanlar ise diğer kriterlere göre belirlenenlerdir. Tüm parametreler eşit derecede bağımsız değildir, bu nedenle sistemin denge durumunu hesaplamak için aynı anda birkaç parametrenin belirlenmesi gerekir.

Ayrıca fizikçiler arasında bazı terminolojik anlaşmazlıklar da vardır. Aynı fiziksel karakteristik, farklı yazarlar tarafından bir süreç, bir koordinat, bir miktar, bir parametre, hatta sadece bir özellik olarak adlandırılabilir. Her şey bilim adamının onu hangi içerikte kullandığına bağlıdır. Ancak bazı durumlarda belgeleri, ders kitaplarını veya emirleri hazırlayanların uyması gereken standartlaştırılmış tavsiyeler vardır.

sınıflandırma

Termodinamik parametrelerin çeşitli sınıflandırmaları vardır. Dolayısıyla, ilk noktaya dayanarak, tüm miktarların şu şekilde bölünebileceği zaten bilinmektedir:

kapsamlı (katkı maddesi) - bu tür maddeler ekleme kanununa uyar, yani değerleri içeriklerin miktarına bağlıdır;
yoğun - etkileşim sırasında seviyelendikleri için reaksiyon için ne kadar maddenin alındığına bağlı değildirler.

Sistemi oluşturan maddelerin bulunduğu koşullara bağlı olarak miktarlar, faz reaksiyonlarını ve kimyasal reaksiyonları tanımlayan miktarlara bölünebilir. Ayrıca reaktanların da hesaba katılması gerekir. Onlar yapabilir:

termomekanik;
termofiziksel;
Termokimyasal.

Ek olarak, herhangi bir termodinamik sistem belirli bir işlevi yerine getirir; böylece parametreler, bir reaksiyonun sonucu olarak elde edilen işi veya ısıyı karakterize edebilir ve ayrıca parçacıkların kütlesini aktarmak için gereken enerjinin hesaplanmasına olanak tanır.

Durum değişkenleri

Termodinamik de dahil olmak üzere herhangi bir sistemin durumu, özelliklerinin veya karakteristiklerinin bir kombinasyonu ile belirlenebilir. Tamamen yalnızca belirli bir anda belirlenen ve sistemin bu duruma tam olarak nasıl geldiğine bağlı olmayan tüm değişkenlere, durumun termodinamik parametreleri (değişkenleri) veya durumun işlevleri denir.

Değişken fonksiyonlar zamanla değişmiyorsa sistem durağan olarak kabul edilir. Seçeneklerden biri termodinamik dengedir. Sistemdeki en küçük değişiklik bile zaten bir süreçtir ve bir ila birkaç değişken termodinamik durum parametresi içerebilir. Bir sistemin durumlarının sürekli olarak birbirine dönüştüğü diziye “süreç yolu” denir.

Ne yazık ki, aynı değişken bağımsız olabileceğinden veya birkaç sistem fonksiyonunun eklenmesinin sonucu olabileceğinden, terimlerle ilgili karışıklık hala mevcuttur. Bu nedenle “durum fonksiyonu”, “durum parametresi”, “durum değişkeni” gibi terimler eşanlamlı olarak kabul edilebilir.

Sıcaklık

Termodinamik bir sistemin durumunun bağımsız parametrelerinden biri sıcaklıktır. Denge durumunda bir termodinamik sistemdeki parçacık birimi başına kinetik enerji miktarını karakterize eden bir miktardır.

Kavramın tanımına termodinamik açısından yaklaşırsak sıcaklık, sisteme ısı (enerji) eklendikten sonra entropi değişimiyle ters orantılı bir niceliktir. Sistem dengede olduğunda sıcaklık değeri tüm “katılımcılar” için aynıdır. Sıcaklık farkı varsa, enerji sıcak cisim tarafından verilir ve soğuk cisim tarafından emilir.

Enerji eklendiğinde düzensizliğin (entropinin) artmadığı, aksine azaldığı termodinamik sistemler vardır. Ek olarak, eğer böyle bir sistem, sıcaklığı kendisininkinden daha yüksek olan bir cisimle etkileşime girerse, o zaman kinetik enerjisini bu cisme bırakacaktır ve bunun tersi olmaz (termodinamik kanunlarına göre).

Basınç

Basınç, yüzeyine dik bir cisme etki eden kuvveti karakterize eden bir miktardır. Bu parametreyi hesaplamak için kuvvet miktarının tamamını nesnenin alanına bölmek gerekir. Bu kuvvetin birimi paskal olacaktır.

Termodinamik parametreler söz konusu olduğunda, gaz kendisine sunulan tüm hacmi kaplar ve ayrıca onu oluşturan moleküller sürekli olarak kaotik bir şekilde hareket eder ve birbirleriyle ve içinde bulundukları kapla çarpışır. Maddenin kabın duvarlarına veya gazın içine yerleştirilen gövdeye baskı yapmasına neden olan bu darbelerdir. Moleküllerin öngörülemeyen hareketi nedeniyle kuvvet, tam olarak her yöne eşit olarak dağıtılır. Basıncı arttırmak için sistemin sıcaklığını arttırmak gerekir ve bunun tersi de geçerlidir.

İçsel enerji

Sistemin kütlesine bağlı olan ana termodinamik parametreler iç enerjiyi içerir. Bir maddenin moleküllerinin hareketinden kaynaklanan kinetik enerjinin yanı sıra moleküller birbirleriyle etkileşime girdiğinde ortaya çıkan potansiyel enerjiden oluşur.

Bu parametre açıktır. Yani, iç enerjinin değeri, nasıl (durum) elde edildiğine bakılmaksızın, sistem istenen durumda olduğunda her zaman sabittir.

İç enerjiyi değiştirmek imkansızdır. Sistemin ürettiği ısı ve ürettiği işten oluşur. Bazı işlemlerde sıcaklık, entropi, basınç, potansiyel ve molekül sayısı gibi diğer parametreler de dikkate alınır.

Entropi

Termodinamiğin ikinci yasası entropinin azalmadığını belirtir. Başka bir formülasyon, enerjinin asla daha düşük sıcaklıktaki bir vücuttan daha yüksek sıcaklıktaki bir vücuda aktarılmadığını varsayar. Bu da, vücutta mevcut olan tüm enerjinin işe aktarılması mümkün olmadığından, sürekli hareket eden bir makine yaratma olasılığını reddeder.

“Entropi” kavramı 19. yüzyılın ortalarında kullanıma sunuldu. Daha sonra sistemin sıcaklığına göre ısı miktarında bir değişiklik olarak algılandı. Ancak böyle bir tanım yalnızca sürekli denge halinde olan süreçler için uygundur. Bundan şu sonucu çıkarabiliriz: Eğer sistemi oluşturan cisimlerin sıcaklığı sıfıra yaklaşıyorsa, entropi de sıfır olacaktır.

Bir gazın durumunun termodinamik bir parametresi olarak entropi, parçacıkların düzensizliğinin, kaotik hareketinin ölçüsünün bir göstergesi olarak kullanılır. Belirli bir alan ve kaptaki moleküllerin dağılımını belirlemek veya bir maddenin iyonları arasındaki etkileşimin elektromanyetik kuvvetini hesaplamak için kullanılır.

Entalpi

Entalpi, sabit basınçta ısıya (veya işe) dönüştürülebilen enerjidir. Bu, araştırmacının entropi düzeyini, molekül sayısını ve basıncı bilmesi durumunda denge halinde olan bir sistemin potansiyelidir.

İdeal bir gazın termodinamik parametresi belirtilirse entalpi yerine “genişletilmiş sistemin enerjisi” formülasyonu kullanılır. Bu değeri açıklamayı kolaylaştırmak için, bir piston (örneğin içten yanmalı bir motor) tarafından eşit şekilde sıkıştırılan gazla dolu bir kap hayal edebilirsiniz. Bu durumda entalpi sadece maddenin iç enerjisine değil aynı zamanda sistemi gerekli duruma getirmek için yapılması gereken işe de eşit olacaktır. Bu parametrenin değiştirilmesi yalnızca sistemin başlangıç ve son durumuna bağlıdır ve bunun elde edileceği yol önemli değildir.

Gibbs'in enerjisi

Termodinamik parametreler ve süreçler çoğunlukla sistemi oluşturan maddelerin enerji potansiyeli ile ilişkilidir. Dolayısıyla Gibbs enerjisi sistemin toplam kimyasal enerjisine eşdeğerdir. Kimyasal reaksiyonlar sırasında hangi değişikliklerin meydana geleceğini ve maddelerin etkileşime girip girmeyeceğini gösterir.

Bir reaksiyon sırasında sistemin enerji miktarının ve sıcaklığının değişmesi, entalpi ve entropi gibi kavramları etkiler. Bu iki parametre arasındaki fark Gibbs enerjisi veya izobarik-izotermal potansiyel olarak adlandırılacaktır.

Bu enerjinin minimum değeri, sistemin dengede olması ve basıncının, sıcaklığının ve madde miktarlarının değişmemesi durumunda gözlenir.

Helmholtz enerjisi

Helmholtz enerjisi (diğer kaynaklara göre - basitçe serbest enerji), bir sistemin dışındaki cisimlerle etkileşime girdiğinde kaybedeceği potansiyel enerji miktarını temsil eder.

Helmholtz serbest enerjisi kavramı genellikle bir sistemin hangi maksimum işi gerçekleştirebileceğini, yani maddeler bir durumdan diğerine geçerken ne kadar ısı açığa çıkacağını belirlemek için kullanılır.

Sistem termodinamik denge durumundaysa (yani herhangi bir iş yapmıyorsa), serbest enerji seviyesi minimumdadır. Bu, sıcaklık, basınç ve parçacık sayısı gibi diğer parametrelerde de değişiklik olmayacağı anlamına gelir.

KİMYASAL TERMODİNAMİK VE KİNETİĞİN ELEMANLARI

Termodinamik sistemler: sistemlerin tanımı, sınıflandırılması (izole, kapalı, açık) ve süreçler (izotermal, izobarik, izokorik). Standart durum.

Termodinamik – bu bilim Enerjinin serbest bırakılması, emilmesi ve dönüştürülmesinin eşlik ettiği genel süreç kalıplarının incelenmesi.

Kimyasal termodinamik kimyasal enerjinin ve diğer formlarının (termal, ışık, elektrik vb.) karşılıklı dönüşümlerini inceler, bu geçişlerin niceliksel yasalarını oluşturur ve ayrıca maddelerin belirli koşullar altında stabilitesini ve belirli durumlara girme yeteneklerini tahmin etmeyi mümkün kılar. kimyasal reaksiyonlar. Kimyasal termodinamiğin bir dalı olan termokimya, kimyasal reaksiyonların termal etkilerini inceler.

Termodinamiğin dikkate alındığı nesneye termodinamik sistem veya kısaca sistem denir.

Sistem, çok sayıda molekülden (yapısal birimler) oluşan ve diğer doğal nesnelerden gerçek veya hayali bir sınır yüzeyi (arayüz) ile ayrılan herhangi bir doğal nesnedir.

Bir sistemin durumu, sistemi termodinamik açıdan tanımlamamıza izin veren sistemin bir dizi özelliğidir.

Termodinamik sistem türleri:

I. Çevreyle madde ve enerji alışverişinin doğası gereği:

Yalıtılmış bir sistem çevreyle madde veya enerji alışverişi yapmaz (Δm = 0; ΔE = 0) - termos, Dewar şişesi.

Adyabatik olarak izole edilmiştir - dış ortamla termal enerji değişimi imkansızdır, madde değişimi mümkündür.

2. Kapalı sistem - çevre ile madde alışverişi yapmaz, ancak enerji alışverişi yapabilir (reaktiflerle kapalı şişe).

3. Açık sistem - çevreyle (insan vücudu) hem madde hem de enerji alışverişi yapabilir.

Aynı sistem farklı durumlarda olabilir. Sistemin her durumu, termodinamik parametrelerin belirli bir değer kümesiyle karakterize edilir. Termodinamik parametreler sıcaklık, basınç, yoğunluk, konsantrasyon vb. içerir. En az bir termodinamik parametredeki değişiklik, bir bütün olarak sistemin durumunda bir değişikliğe yol açar. Termodinamik parametreler sistemin tüm noktalarında (hacim) sabit olduğunda sistemin termodinamik durumuna denge denir.

II. Toplanma durumuna göre:

1. Homojen - sistemin bir alanından diğerine geçiş sırasında (bir fazdan oluşur) fiziksel ve kimyasal özelliklerde keskin değişikliklerin olmaması.

2. Heterojen - bir arada iki veya daha fazla homojen sistem (iki veya daha fazla aşamadan oluşur).

Faz, bileşim ve özellikler bakımından her noktada homojen olan ve sistemin diğer kısımlarından bir arayüzle ayrılan bir sistemin parçasıdır. Homojen bir sistemin bir örneği sulu bir çözeltidir. Ancak çözelti doymuşsa ve kabın dibinde tuz kristalleri varsa, o zaman söz konusu sistem heterojendir (bir faz sınırı vardır). Homojen bir sistemin başka bir örneği basit sudur, ancak içinde yüzen buz bulunan su heterojen bir sistemdir.

Faz geçişi - faz dönüşümleri (buzun erimesi, suyun kaynaması).

Termodinamik süreç- geçiş termodinamik sistem her zaman bir ihlalle ilişkilendirilen bir durumdan diğerine denge sistemler.

Örneğin, bir kaptaki gazın hacmini azaltmak için pistonu içeri itmeniz gerekir. Bu durumda gaz sıkıştırılacak ve öncelikle piston yakınındaki gaz basıncı artacak, denge bozulacaktır. Dengesizlik, piston ne kadar hızlı hareket ederse o kadar büyük olacaktır. Pistonu çok yavaş hareket ettirirseniz denge biraz bozulur ve farklı noktalardaki basınç, belirli bir gaz hacmine karşılık gelen denge değerinden çok az farklılık gösterir. Sınırda, sonsuz yavaş sıkıştırma ile gaz basıncı zamanın her anında belirli bir değere sahip olacaktır. Sonuç olarak, gazın durumu her zaman dengede olacaktır, böylece sonsuz derecede yavaş bir sürecin bir dizi denge durumundan oluştuğu ortaya çıkacaktır. Bu süreç denir denge veya yarı statik.

Sonsuz derecede yavaş bir süreç bir soyutlamadır. Uygulamada, parametre değerlerinin denge değerlerinden sapmaları ihmal edilebilecek kadar yavaş ilerleyen bir süreç yarı statik olarak değerlendirilebilir. Denge sürecinin yönü değiştiğinde (örneğin, gaz sıkıştırmasının yerini genleşmenin alması), sistem ileri hareket sırasındaki denge durumlarının aynısını, ancak ters sırada geçecektir. Bu nedenle denge süreçlerine de denir. geri dönüşümlü. Bir sistemin bir dizi değişiklikten sonra orijinal durumuna geri dönmesi sürecine ne ad verilir? dairesel süreç veya döngü. Denge durumu ve tersinir süreç kavramları termodinamikte önemli bir rol oynamaktadır. Termodinamiğin tüm niceliksel sonuçları yalnızca denge durumlarına ve tersinir süreçlere uygulanabilir.

Termodinamik süreçlerin sınıflandırılması:

İzotermal - sabit sıcaklık – T= sabit

İzobarik - sabit basınç – P= sabit

İzokorik - sabit hacim – V= sabit

Adyabatik - sistem ile dış ortam arasında ısı alışverişinin olmaması - d Q=0

Standart durum- V kimyasal termodinamik Değerlendirme sırasında bireysel maddelerin ve çözelti bileşenlerinin koşullu olarak kabul edilen durumları termodinamik büyüklükler.

"Standart durumları" tanıtma ihtiyacı, termodinamik yasaların, niceliksel karakteristikler belirlendiğinde, gerçek maddelerin davranışını yeterince doğru bir şekilde tanımlamamasından kaynaklanmaktadır. basınç veya konsantrasyon. Standart durumlar hesaplamaların kolaylığı nedeniyle seçilmiştir ve bir problemden diğerine geçerken değişebilirler.

Standart durumlarda, termodinamik büyüklüklerin değerleri “standart” olarak adlandırılır ve üst simgede sıfır ile gösterilir, örneğin: G0, H0, m0 sırasıyla standarttır Gibbs'in enerjisi, entalpi, kimyasal potansiyel maddeler. Basınç yerine termodinamik denklemlerİçin ideal gazlar ve çözümlerde uçuculuk kullanılır ve konsantrasyon yerine aktivite kullanılır.

Termodinamik Komisyonu Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği(IUPAC), standart durumun, karşılaştırma için standart olarak keyfi olarak seçilen sistemin durumu olduğunu tanımladı. Komisyon, maddelerin aşağıdaki standart durumlarını önerdi:

Gaz fazı için bu (varsayılan) durumdur kimyasal olarak saf madde 100 kPa standart basınç altında gaz fazında (1982'ye kadar - 1 standart atmosfer, 101.325 Pa, 760 mm Hg), özelliklerin varlığını ima eder Ideal gaz.

Saf faz, karışım veya sıvı veya katı solvent için toplama durumu- Bu, kimyasal olarak saf bir maddenin standart basınç altında sıvı veya katı fazdaki durumudur.

Bir çözüm için bu, standart olarak çözünen maddenin (varsayılan) durumudur. molaliteÇözeltinin süresiz olarak seyreltildiği koşullara bağlı olarak standart basınç veya standart konsantrasyon altında 1 mol/kg.

Kimyasal olarak saf bir madde için bu, açıkça tanımlanmış ancak keyfi bir standart basınç altında açıkça tanımlanmış bir toplanma durumundaki bir maddedir.

Standart duruma ilişkin IUPAC tanımı standart bir sıcaklık içermese de standart sıcaklık genellikle 25 °C (298,15 K) olarak anılır.

7. Reaksiyon hızı: ortalama ve doğru. Kitlesel eylem yasası.

Termodinamik sistemler: sistemlerin tanımı, sınıflandırılması (izole, kapalı, açık) ve süreçler (izotermal, izobarik, izokorik). Standart durum.

RuNet'teki en büyük bilgi veritabanına sahibiz, böylece her zaman benzer sorguları bulabilirsiniz

Reaksiyon hızının konsantrasyona bağımlılığı. Bir temel reaksiyonun molekülerliği. Reaksiyon sırası. Birinci ve sıfır dereceli reaksiyonların kinetik denklemleri. Yarı ömür süresi.

Reaksiyon hızının sıcaklığa bağımlılığı. Biyokimyasal işlemler için reaksiyon hızının sıcaklık katsayısı ve özellikleri. Aktivasyon enerjisi.

Kataliz homojen ve heterojendir. Enzim katalizi. Michaelis-Menten denklemi.

Kimyasal denge. Tersinir ve geri döndürülemez reaksiyonlar.

Maino'ya vergi. Turist vergisi. Araçlar için park yeri ücreti

Verginin mükellefleri, dokunulmazlığı yaşama projelerinde yetkili olan, yurt dışında yerleşik kişiler de dahil olmak üzere gerçek ve tüzel kişiler, tahsilatın mükellefleri ise tüzel kişiler, bunların şubeleri (şube, temsilcilikler)

Tarım

Bitkilerin botanik ve biyolojik özelliklerine göre sınıflandırılması. Ekilen alanların yapısının oluşumu. Tarım teknolojisi. Biyolojik ve botanik özellikler.

Titreşim biliminin temelleri. Pratik robotlar

Çalışma bilimleri ve uzmanlık bölümü öğrencileri için ilk ödev kılavuzu 5.01010301 “Teknolojik farkındalık.” El kitabı on üç tipik pratik işlem hakkında bilgi içerir ve temel gıdalar hakkında önemli ve çeşitli bilgiler edinmenizi sağlar: gıda, güç ve malzeme işleme yöntemleri.

Mülke ve kişiye tecavüzde maddi sorumluluk

Kurumsal güvenlik sisteminin unsurları ve eşit parçaları. Güvenlik servisinin başkanı. Güvenli erişim modu. Aşırı psikoloji.

“PC'de robotların temelleri” konulu ders çalışması Konuyla ilgili: Windows işletim sistemi nesneleri. Kiev 2015

Yazar: Kimya Ansiklopedisi NS Zefirov

STANDART DURUM kimyasal termodinamikte, termodinamik büyüklükleri tahmin ederken referans durumu olarak seçilen bir sistemin durumu. STANDART DURUM seçmenin gerekliliği s. abs'in kimyasal termodinamik çerçevesinde hesaplanamaması nedeniyle. belirli bir madde için Gibbs enerjilerinin, kimyasal potansiyellerin, entalpilerin ve diğer termodinamik miktarların değerleri; hesaplama sadece ilgilidir mümkündür. bu miktarların belirli bir durumdaki değerleri, STANDART DURUM s'deki değerlerine kıyasla.

STANDART DURUM c. hesaplamaların kolaylığı için seçilmiştir; bir görevden diğerine geçerken değişebilir. STANDART DURUMdaki termodinamik büyüklüklerin değerleri s. standart olarak adlandırılır ve genellikle üstte sıfır ile gösterilir. indeks, örneğin G 0 , H 0 , m 0 - sırasıyla standart Gibbs enerjisi, entalpi, bir maddenin kimyasal potansiyeli. Kimyasal bir reaksiyon için D G 0, D H 0, D S 0, başlangıç maddelerinden STANDART DURUM c'ye geçiş sırasında reaksiyona giren sistemin sırasıyla G 0, H 0 ve S 0 değişikliklerine eşittir. STANDART DURUMdaki reaksiyon ürünlerine s.

STANDART DURUM c. standart koşullarla karakterize edilir: basınç p 0, sıcaklık T 0, bileşim (molar kesir x 0). IUPAC Termodinamik Komisyonu (1975), STANDART DURUM s. tüm gaz halindeki maddeler için saf bir madde (x 0 = 1), herhangi bir sabit noktada p 0 = 1 atm (1,01 10 5 Pa) basıncında ideal gaz halindedir. sıcaklık. Katı ve sıvı maddeler için ana STANDART DURUM, p 0 = 1 atm dış basınç altında saf (x 0 = 1) bir maddenin durumudur. STANDART DURUM tanımında s. Standart sıcaklığın sıklıkla 298,15 K olduğu belirtilmesine rağmen IUPAC T 0 dahil edilmemiştir.

Mn. 1 atm basınçtaki gazlar ideal gaz olarak kabul edilemez. STANDART DURUM c. bu durumlarda gerçek değil, bazıları varsayımsaldır. durum. Benzer sanat. seçimi STANDART DURUM s. İdeal bir gaz için termodinamik fonksiyonların hesaplanmasının basitliği ile açıklanmaktadır.

Basit maddelerden kimyasal bileşik oluşturma süreci için termodinamik referans kitaplarında standart Gibbs enerjileri, entalpi, entropi verilmektedir.

Bu miktarları belirlemek için, tanım gereği aşağıdaki koşulları karşılayan bazı basit maddeler seçilir: = 0, =0, = 0. STANDART DURUM olarak c. basit maddeler için elementin belirli bir sıcaklıktaki kararlı fazı ve kimyasal durumu alınır. Bu durum her zaman doğal durumla örtüşmez; yani, STANDART DURUM s. tüm sıcaklıklarda basit flor maddesi, 1 atm'de F2 moleküllerinden oluşan saf ideal bir gazdır; bu durumda F2'nin atomlara ayrışması dikkate alınmaz. STANDART DURUM c. Farklı sıcaklık aralıklarında farklı olabilir. Örneğin Na için, 0 ila T pl (370,86 K) aralığında STANDART DURUM p. basit madde - saf metal. 1 atm'de Na; T pl ila T bp (1156,15 K) aralığında - 1 atm'de saf sıvı Na; 1156,15 K'nin üzerinde, 1 atm'de yalnızca Na atomlarından oluşan ideal bir gazdır. Bu nedenle, 370,86 K'nin altındaki katı NaF oluşumunun standart entalpisi, Na (s) + 1 / 2 F2 = NaF (s) reaksiyonundaki entalpi değişimine karşılık gelir ve 370,86-1156,15 K aralığında bir değişime karşılık gelir Na (sıvı) + 1/2 F2 = NaF (TB) reaksiyonundaki entalpi.

STANDART DURUM c. Deneysel olarak belirlenen D sulu H 0 (H 2 O) çözünme entalpisinin, bir kimyasal bileşiğin oluşum entalpisine yeniden hesaplanmasını mümkün kılmak için sulu bir çözelti içindeki iyon eklenir. Dolayısıyla, KCl'nin suda standart çözünme entalpisi biliniyorsa ve D H 0 arr [K +, çözelti] ve [Cl -, çözelti] - sırasıyla STANDART DURUM c'de K + ve Cl iyonlarının oluşum entalpisi . sulu bir çözeltide, KCl'nin standart oluşum entalpisi şu denklemle hesaplanabilir: [KCl, tv] = = - D aq H 0 (H 2 0) + [K +, çözelti] + [Cl -, çözelti ]

STANDART DURUM olarak s. IUPAC tavsiyelerine göre sulu bir çözeltideki iyon, bu iyonun durumunun varsayımsal olduğu varsayılmaktadır. söz konusu iyonun entalpisinin sonsuz seyreltik çözeltideki entalpisine eşit olduğu bir molal sulu çözelti. Ayrıca STANDART DURUMDA H+ iyonunun oluşum entalpisinin c olduğu varsayılır. [H+, çözelti, H 2 O] sıfırdır. Sonuç olarak, kimyasal bileşiklerin oluşum entalpilerinin en güvenilir (anahtar) değerlerine dayanarak çözeltideki diğer iyonların oluşumuna ilişkin göreceli standart entalpileri elde etmek mümkün hale gelir. Buna karşılık, çözeltideki iyonların oluşum entalpilerinin elde edilen değerleri, standart çözünme entalpilerinin ölçüldüğü durumlarda, bir kimyasal bileşiğin bilinmeyen oluşum entalpilerinin belirlenmesine hizmet eder.

STANDART DURUM c. termodinamik aktiviteler, Gibbs enerjileri, entalpiler, karışım entropisi hesaplanırken iki ve çok bileşenli sistemlerin bileşenleri referans durumu olarak tanıtılır (STANDART DURUM'daki son üç değer sıfıra eşittir). STANDART DURUM olarak adlandırılan simetrik STANDART DURUM seçimi mümkündür, burada STANDART DURUM olarak. bileşen, IUPAC'a göre belirlenen temel STANDART DURUM c.'sinde kullanılır. Çok bileşenli bir sistem sıvı ise, STANDART DURUM c. bileşenlerin sıvı halleri alınır. Bir alternatif, solvent için STANDART DURUM c. korunduğunda, IUPAC önerilerine göre seçilen ve çözünen A için STANDART DURUM c olarak seçilen STANDART DURUM c.'nin antisimetrik seçimidir. durumu, sonsuz seyreltik bir çözeltinin özelliklerine sahip olan birim konsantrasyonlu bir çözeltide seçilir. STANDART DURUM s.'yi seçin. bu durumda belirli bir konsantrasyonla ilişkilidir. ölçek (molar kesir, molarite, molalite). Antisimetrik seçim STANDART DURUM s. Çözünen maddenin belirli bir fazda saf formda bulunmadığı durumlarda uygundur (örneğin, HCl oda sıcaklığında sıvı olarak mevcut değildir).

STANDART DURUM kavramı s. Başlangıçta G. Lewis tarafından tanıtıldı. 20. yüzyıl

Literatür: Lewis J., Randall M., Kimyasal Termodinamik, çev. İngilizce'den, M., 1936; Belousov V.P., Panov M.Yu., Elektrolit olmayan sulu çözeltilerin termodinamiği, L., 1983: Voronin G.F., Termodinamiğin Temelleri, M., 1987, s. 91, 98, 100. M.V. Korobov.

Kimyasal ansiklopedi. Cilt 4 >>

Termodinamik miktarları değerlendirirken bireysel maddelerin ve çözelti bileşenlerinin geleneksel olarak kabul edilen durumları.

"Standart durumları" tanıtma ihtiyacı, termodinamik yasaların, basınç veya konsantrasyonun niceliksel bir özellik olarak hizmet ettiği durumlarda gerçek maddelerin davranışını yeterince doğru bir şekilde tanımlamamasından kaynaklanmaktadır. Standart durumlar hesaplamaların kolaylığı nedeniyle seçilmiştir ve bir problemden diğerine geçerken değişebilirler.

Standart durumlarda, termodinamik büyüklüklerin değerleri “standart” olarak adlandırılır ve üst simgede sıfır ile gösterilir, örneğin: G 0, H 0, m 0 sırasıyla standart Gibbs enerjisi, entalpi ve kimyasal potansiyeldir. maddenin. İdeal gazlar ve çözeltiler için termodinamik denklemlerde basınç yerine fugasite (uçuculuk), konsantrasyon yerine aktivite kullanılır.

IUPAC standart durumları

Uluslararası Temel ve Uygulamalı Kimya Birliği'nin (IUPAC) Termodinamik Komisyonu, standart durumun, karşılaştırma için bir standart olarak keyfi olarak seçilen sistemin durumu olduğunu belirledi. Komisyon, maddelerin aşağıdaki standart durumlarını önerdi:

Gaz fazı için, 100 kPa'lık standart basınç altında (1982'ye kadar - 1 standart atmosfer, 101.325 Pa, 760 mmHg) gaz fazındaki kimyasal olarak saf bir maddenin (varsayılan) durumudur ve ideal gaz özelliklerinin varlığını ima eder. .
Sıvı veya katı agrega halindeki saf faz, karışım veya solvent için bu, kimyasal olarak saf bir maddenin standart basınç altında sıvı veya katı fazdaki durumudur.
Bir çözelti için bu, çözeltinin sonsuz seyreltik olduğu varsayılarak, standart basınç veya standart konsantrasyon altında standart molalitesi 1 mol/kg olan çözünen maddenin (varsayılan) durumudur.
Kimyasal olarak saf bir madde için bu, açıkça tanımlanmış ancak keyfi bir standart basınç altında açıkça tanımlanmış bir toplanma durumundaki bir maddedir.