Реферат: Физико-химический Анализ. Термодинамический аспект ФХА
Изменение
внутренней энергии, вызванное изменением всех масс в системе, выразится
формулой:
μ1dm1
+ μ2dm2 + μ3dm3 +…+ μkdmk = Σμdm.
Тогда
полное изменение внутренней энергии в системе:
dU = TdS – pdV + Σ μdm.
По
аналогии для других функций:
dF = -SdT – pdV + Σ μdm;
dG = - SdT + Vdp + Σ μdm.
Коэффициенты
пропорциональности μi и есть химические потенциалы. Химический потенциал
вещества – это некоторая функция от природы вещества, его концентрации и
температуры, которая при обратимых процессах количественно выражает тенденцию
данного вещества перейти из одного состояния в другое.
Внутренняя
энергия U, свободная энергия F и изобарный потенциал G – функции состояния,
следовательно, dU, dF и dG – полные дифференциалы.
Пусть
в системе идет химическая реакция:
ν1A1 + ν2A2 = ν1`A1`
+ ν2`A2`.
Тогда
условие равновесия при T = const и p = const или (T = const, V = consr)
выразится следующим образом:
ν1μ1
+ ν2μ2 = ν1`μ1` + ν2`μ2`.
Для
того, чтобы узнать находится ли система при заданных Т и Р (или V) и
концентрациях в равновесии, следует в химическое уравнение подставить вместо
формул веществ значения их химических потенциалов. Если при этом получается
тождество, то система действительно находится в равновесии.
Химические
потенциалы есть функции состояния системы и имеют определенное значение при
определенных Т, Р, V и концентрациях.
К
сожалению нет прибора, который позволил бы измерить μ. Поэтому практически
решать вопрос о равновесии приходится другим путем.
Формулы
для μi показывают, что химические потенциалы равны изменениям внутренней
энергии, свободной энергии или изобарного потенциала, отнесенным при данных
условиях к изменению количества i-го вещества на единицу. Количество вещества
может быть выражено либо в единицах массы (граммах), либо в химических единицах
(молях).
В
первом случае мы получаем удельные химические потенциалы, а во втором –
мольные. Между ними можно найти соотношение: выражение μdm должно иметь
одно значение при обоих способах выражения количества вещества.
μуд
– удельный хим. потенциал;
μмол
– мольный хим. потенциал;
m
– масса вещества;
n
– число молей;
М
– молекулярный вес вещества.
Список литературы
Петрова
Е.М. Физико-Химический Анализ. Термодинамический аспект ФХА
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://kristall.lan.krasu.ru/
|