Funkcje termodynamiczne reakcji chemicznej

Funkcje termodynamiczne reakcji chemicznej – wartości zmian termodynamicznych funkcji stanu (np. Δh, Δg[a]), które następują w układzie, w którym zachodzi reakcja, przy czym liczba postępu tej reakcji jest równa jedności 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[1][2][3][4].

Liczba postępu reakcjiEdytuj

Liczba postępu reakcji   została zdefiniowana przez Théophila de Dondera w 1920 roku jako[1]:

 

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

Przykłady funkcji termodynamicznych reakcjiEdytuj

Spośród funkcji termodynamicznych reakcji w termodynamice chemicznej najczęściej są stosowane wartości zmian   potencjałów termodynamicznych, np. [2][5]:

 
 
 

Różne termodynamiczne funkcje reakcji są powiązane tymi samymi zależnościami, które są wyznaczone dla poszczególnych funkcji stanu układów, w których reakcja nie zachodzi, np.: równania Gibbsa-Helmholtza[6]:

 
 
  • energia swobodna reakcji i entapia swobodna reakcji:
 
 

Przykłady zastosowań funkcji termodynamicznych reakcjiEdytuj

Termodynamiczne funkcje reakcji są wykorzystywane w takich równaniach, fundamentalnych dla termodynamiki chemicznej, jak np.:

 
gdzie:
 
 
 
 
 
 
izobary van ’t Hoffa:
 
izochory van ’t Hoffa:
 
gdzie:     – standardowa entalpia i energia wewnętrzna reakcji (wyznaczona dla  )
 
gdzie:   – standardowa zmiana objętości reagentów (wyznaczona dla  )

UwagiEdytuj

  1. W niektórych źródłach są stosowane symbole     (i analogiczne), jako symbole wartości odnoszących się do określonej liczby moli reagentów. W innych równaniach termodynamicznych wielkimi literami, np.   są oznaczane molowe wartości funkcji czystych związków w określonym stanie, a symbolami         itp. – odpowiednie wartości cząstkowe molowe (da 1 mola w roztworze o określonym składzie). Małymi literami   oznacza się wartości dotyczące całego układu.

PrzypisyEdytuj

  1. a b Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. Warszawa: WNT, 1969, s. 233–250.
  2. a b Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. Wyd. 2 popr. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 422–432. ISBN 83-01-00152-6.
  3. Kazimierz Gumiński: Elementy chemii teoretycznej. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1964, s. 555–564.
  4. red. Antoni Basiński: Chemia fizyczna. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1966, s. 642–654.
  5. op. cit. Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. s. 234.
  6. op. cit. Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. s. 460–461.
  7. op. cit. Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. s. 432–438.
  8. op. cit. Józef Szarawara: Termodynamika chemiczna. s. 242–244.
  9. op. cit. Kazimierz Gumiński: Elementy chemii teoretycznej. s. 543.