• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Entalpia swobodna reakcji

    Przeczytaj także...
    Lambda (λάμβδα, Λλ) − jedenasta litera alfabetu greckiego oznaczająca spółgłoskę płynną "l". W greckim systemie liczbowym oznacza liczbę 30.Współczynnik stechiometryczny – stały współczynnik w równaniu stechiometrycznym danej reakcji chemicznej. Wartość współczynnika stechiometrycznego wynika bezpośrednio z bilansu atomów.
    Pochodna cząstkowa – w matematyce dla danej funkcji wielu zmiennych pochodna względem jednej z jej zmiennych przy ustaleniu pozostałych (w przeciwieństwie do pochodnej zupełnej, w której zmieniać się mogą wszystkie zmienne). Pochodne cząstkowe znajdują zastosowanie w rachunku wektorowym oraz geometrii różniczkowej.

    Entalpia swobodna reakcji ( lub ) – funkcja termodynamiczna reakcji chemicznych, zmiana entalpii swobodnej (energii swobodnej Gibbsa; ) układu spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem i w stałej temperaturze, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden. W reakcjach izobaryczno-izotermicznych jest równa ujemnej wartości powinowactwa chemicznego.

    Reakcja chemiczna – każdy proces, w wyniku którego pierwotna substancja zwana substratem przemienia się w inną substancję zwaną produktem. Aby cząsteczka substratu zamieniła się w cząsteczkę produktu konieczne jest rozerwanie przynajmniej jednego z obecnych w niej wiązań chemicznych pomiędzy atomami, bądź też utworzenie się przynajmniej jednego nowego wiązania. Reakcje chemiczne przebiegają z reguły z wydzieleniem lub pochłonięciem energii cieplnej, promienistej (alfa lub beta) lub elektrycznej.Witold Tomassi (ur. 13 sierpnia 1912 w Kaliszu, zm. 13 marca 1997 w Warszawie) – polski fizykochemik, specjalista w zakresie elektrochemii i termodynamiki chemicznej, naukowiec i nauczyciel akademicki.

    Podstawą definicji funkcji termodynamicznych reakcji chemicznych, w tym entalpii swobodnej reakcji, jest pojęcie liczby postępu reakcji (λ), zdefiniowane przez Théophila de Dondera w 1920 roku jako:

    Wartość gdy liczby moli powstałych produktów oraz liczby moli zużytych substratów są równe odpowiednim współczynnikom stechiometrycznym w równaniu reakcji.

    Izobara van ’t Hoffa – jedna z postaci równania van ’t Hoffa, zaproponowanego przez Jacobusa van ’t Hoffa, wiążącego temperaturową zmienność stałej równowagi (K) reakcji chemicznej z jej energetycznymi efektami (powinowactwem chemicznym, A). Równanie izobary dotyczy reakcji izobaryczno-izotermicznych (p, T = const), w których nie jest wykonywana praca (poza pracą zmiany objętości). Miarą powinowactwa takich reakcji jest entalpia swobodna reakcji (−Δg):Stała równowagi - współczynnik opisujący stan równowagi odwracalnych reakcji chemicznych. Stała ta jest równa ilorazowi reakcji w stanie doskonałej równowagi, t.j. w sytuacji gdy szybkość reakcji w stronę od substratów do produktów i od produktów do substratów jest dokładnie taka sama.

    Entalpią swobodną reakcji chemicznej jest pochodna cząstkowa entalpii swobodnej układu, czyli funkcji obliczona dla warunków izotermiczno-izobarycznych względem liczby postępu reakcji:

    Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (WNT) – polskie wydawnictwo założone w 1949 z siedzibą w Warszawie, do 1961 działało pod firmą Państwowe Wydawnictwa Techniczne.Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.

    Entalpię swobodną reakcji wyraża się również poprzez wielkości molowych entalpii swobodnych poszczególnych reagentów, zdefiniowanych jako:

    Izoterma reakcji (izoterma van ’t Hoffa) – zależność powinowactwa chemicznego reakcji (A) od stałej równowagi reakcji (K) i rzeczywistych stężeń substratów i produktów reakcji w środowisku reakcji oraz warunków fizycznych (np. ciśnienia i temperatury).Stanisław Bursa (ur. 9 listopada 1921 w Skierniewicach, zm. 7 czerwca 1987 w Szczecinie) – chemik, specjalista w zakresie chemii fizycznej, naukowiec i nauczyciel akademicki.

    Entalpia swobodna układu termodynamicznego złożonego z składników wynosi:

    Produkt reakcji – cząsteczka związku chemicznego lub inne indywidum chemiczne (np. jon) powstałe w wyniku reakcji chemicznej. Często jest to pojęcie umowne, gdy produkty i substraty reakcji są w stanie równowagi chemicznej. W skali mikroskopowej reakcja biegnie wówczas w obie strony z jednakową szybkością.Józef Szarawara (ur. 26 lutego 1924, Janowiczki k. Racławic) – inżynier-chemik, nauczyciel akademicki i naukowiec, działający w wielu obszarach technologii i inżynierii chemicznej, termodynamiki stosowanej oraz kinetyki i inżynierii reakcji chemicznych.

    Entalpia swobodna reakcji chemicznej jest różnicą między sumą iloczynów dla jej produktów i dla substratów:

    Przemiana izobaryczna − proces termodynamiczny, podczas którego ciśnienie układu nie ulega zmianie, natomiast pozostałe parametry termodynamiczne czynnika mogą się zmieniać. Procesy izobaryczne mogą zachodzić zarówno w sposób odwracalny, jak i nieodwracalny. Odwracalny proces izobaryczny przedstawia na wykresie krzywa zwana izobarą. Praca wykonana przez układ (lub nad układem) w odwracalnym procesie izobarycznym jest równa ubytkowi (lub przyrostowi) entalpii układu. W szczególności, gdy jedyny wkład do pracy stanowi praca objętościowa (polegająca na zmianie objętości układu), jest ona wyrażona wzorem:Ciśnienie – wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:

    co jest też wyrażane z użyciem pojęcia potencjałów chemicznych składników układu

    Przemiana izotermiczna - w termodynamice przemiana, zachodząca przy określonej, stałej temperaturze. Krzywa opisująca przemianę izotermiczną nazywana jest izotermą.Entalpia swobodna (funkcja Gibbsa, energia swobodna Gibbsa; symbol g lub G) – potencjał termodynamiczny zdefiniowany następująco:

    Potencjał chemiczny jest funkcją aktywności składnika w mieszaninie reagentów:

    Równanie reakcji chemicznej lub krócej równanie reakcji albo równanie chemiczne - inna nazwa zapisu przebiegu reakcji chemicznej.Potencjał chemiczny – pochodna cząstkowa energii wewnętrznej po liczbie cząstek, przy stałej objętości i entropii układu. Oznaczany jest przez μ {displaystyle mu } lub μ i {displaystyle mu _{i}} . Może być również definiowany jako pochodna cząstkowa innej funkcji stanu: entalpii, energii swobodnej czy entalpii swobodnej po liczbie cząstek, przy czym pochodna jest obliczona przy zachowanych innych parametrach: ciśnieniu czy też temperaturze. Pojęcie to wprowadził do nauki w 1875 r J.W. Gibbs. Odgrywa ono zasadniczą rolę w termodynamice chemicznej. Jest podstawą do definicji aktywności termodynamicznej, występuje w kryteriach równowagi procesów oraz stosowane jest do opisu układów złożonych i do wyprowadzenia stałych równowagi fazowej i chemicznej.

    Zależność jest podstawą definicji stałej równowagi reakcji chemicznej oraz równań opisujących związek stałej równowagi z energetycznymi efektami reakcji (izoterma reakcji, izobara van ’t Hoffa, izochora van ’t Hoffa).

    Entalpia reakcji (Δh) – zmiana entalpii układu, spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem i w stałej temperaturze, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden. Wartość entalpii reakcji jest równa wartości ciepła reakcji pod stałym ciśnieniem (Qp), jeżeli w czasie reakcji nie jest wykonywana inna praca poza pracą zmiany objętości. W przypadku reakcji elektrochemicznych, zachodzących w ogniwach galwanicznych lub w elektrolizerach, entalpia reakcji jest równa sumie ciepła Qp i pracy prądu elektrycznego – wykonanej przez układ (ujemna) lub na układzie (dodatnia).Liczba postępu reakcji (λ) – miara postępu reakcji chemicznej oparta na umownym założeniu, że jednostkowy postęp odpowiada zużyciu takich liczb moli substratów i powstaniu takich liczb moli produktów, które są równe współczynnikom stechiometrycznym (νi) w równaniu reakcji. Pojęcie liczby postępu reakcji zdefiniował Théophile de Donder w 1920 roku. Jest stosowane np. do wyrażania stopnia przemiany reagentów w danej chwili albo – w termodynamice chemicznej – jako podstawa dla określania powinowactwa chemicznego, ciepeł tworzenia związków lub entalpii innych reakcji, odnoszonych do λ = 1.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • entalpia swobodna
  • energia swobodna reakcji
  • entalpia reakcji
  • entropia reakcji
  • powinowactwo chemiczne
  • równanie van ’t Hoffa (stała równowagi)
  • Uwagi[ | edytuj kod]

    1. Małą literę stosuje się w ujęciu ogólnym, dużą dla wielkości molowej.

    Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Witold Tomassi, Helena Jankowska: Chemia fizyczna. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1980, s. 34. ISBN 83-204-0179-8.
    2. Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. Warszawa: WNT, 1969, s. 233–250.
    3. Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. Wyd. 2 popr. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 422–432. ISBN 83-01-00152-6.
    Energia swobodna reakcji (Δf) – funkcja termodynamiczna reakcji chemicznej, zmiana energii swobodnej Helmholtza układu, która jest potencjałem termodynamicznym w przypadku T, v = const (potencjał izotermiczno-izochoryczny), spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden.Wydawnictwo Naukowe PWN SA – wydawnictwo z siedzibą w Warszawie, założone w 1951, w obecnej formie prawnej działające od 1997. Wydawnictwo Naukowe PWN SA stanowi jednostkę dominującą Grupy kapitałowej PWN, w skład której wchodzi kilkanaście przedsiębiorstw, głównie wydawnictw.




    Warto wiedzieć że... beta

    Układ termodynamiczny – rodzaj układu fizycznego, czyli zespołu wzajemnie oddziałujących obiektów makroskopowych (ciał i pól), które mogą wymieniać energię i materię. Układ jest oddzielony od otoczenia jednoznacznie zdefiniowaną granicą, istniejącą realnie i dostrzegalną albo czysto myślową. Wyodrębniony zespół obiektów nazywa się układem termodynamicznym wtedy, gdy jest przedmiotem badań prowadzonych metodami termodynamicznymi, pozwalającymi opisać stan układu w różnych warunkach oraz przemiany, które w nim zachodzą.
    Izochora van ’t Hoffa – jedna z postaci równania van ’t Hoffa, zaproponowanego przez Jacobusa van ’t Hoffa, wiążącego temperaturową zmienność stałej równowagi (K) reakcji chemicznej z jej energetycznymi efektami (powinowactwem chemicznym, A). Równanie izochory dotyczy reakcji izochoryczno-izotermicznych (v, T = const), w których nie jest wykonywana praca. Miarą powinowactwa takich reakcji jest energia swobodna reakcji (−Δf):
    Powinowactwo chemiczne (A) – miara siły napędowej reakcji chemicznych, traktowanych jako samorzutne procesy, zmierzające do stanu równowagi termodynamicznej, w tym do równowagi chemicznej. Najbardziej popularnymi miarami powinowactwa chemicznego są wartości:
    Równanie van ’t Hoffa – równanie zaproponowane przez Jacobusa van ’t Hoffa, będące wynikiem przekształcenia izotermy van ’t Hoffa. Wiąże ono temperaturową zmienność stałej równowagi (K) reakcji chemicznej z jej efektami energetycznymi (powinowactwem chemicznym, A).
    Entropia reakcji (Δs) – zmiana entropii układu, spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem i w stałej temperaturze, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden.
    Funkcje termodynamiczne reakcji chemicznej – wartości zmian termodynamicznych funkcji stanu (np. Δh, Δg), które następują w układzie, w którym zachodzi reakcja, przy czym liczba postępu tej reakcji jest równa jedności (λ = 1). Wartości termodynamicznych funkcji reakcji wskazują, czy może ona zachodzić jako proces samorzutny (decydują o powinowactwie chemicznym) i są związane z ciepłem reakcji i wykonywaną pracą.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.033 sek.