Журнал о Медицине
rss новости rss статьи rss все архив
Словарь научных терминов

Химическое сродство

ХИМИЧЕСКОЕ СРОДСТВО (сродство р-ции), параметр термодинамич. системы, характеризующий отклонение от состояния хим. равновесия. Если р-цию записать в виде ур-ния:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/3/16263.jpeg

где L1, ..., Lk - исходные реагенты, Lk+1, ..., Lk+m - продукты р-ции, v1, ..., vk и vk+1 , ..., vk+m - стехиометрич. коэф., то X. с. А равно:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/4/16264.jpeg

где

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/5/16265.jpeghttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/6/16266.jpeg - хим. потенциалы соотв. исходных реагентов и продуктов. В состоянии равновесия

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/7/16267.jpeg

При A > 0 неравновесное состояние системы характеризуется избытком исходных реагентов и для достижения равновесия р-ция должна идти слева направо; при А < 0, наоборот, система содержит избыток продуктов и р-ция должна идти в противоположном направлении. X. с. равно макс. полезной работе р-ции, взятой со знаком минус. X. с. определяет собственно хим. процесс, связанный лишь с изменением состава системы и не связанный с работой по преодолению сил внеш. давления (см. Максимальная работа реакции).
Единица измерения X. с.- Дж/моль.
Стандартное X. с. А0 определяется соотношением:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/8/16268.jpeg

гдеhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/6/9/16269.jpeg - стандартные хим. потенциалы соотв. реагентов и продуктов (см. Стандартное состояние). Стандартное X. с. связано со стандартным изменением энергии Гиббсаhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/0/16270.jpeg и константой равновесия р-ции К:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/1/16271.jpeg

где Т - абс. т-ра; R - газовая постоянная.
В хим. термодинамике X. с. рассматривается в сочетании с хим. переменнойhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/2/16272.jpeg (наз. также степенью полноты р-ции, числом пробегов р-ции). Если в системе изменение чисел молей компонентов dni происходит лишь в результате хим. р-ции (закрытая система), то dni связаны соотношением:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/3/16273.jpeg

Интегрирование этого соотношения приводит к выражениям:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/4/16274.jpeghttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/5/16275.jpeg

гдеhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/6/16276.jpeghttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/7/16277.jpeg - соотв. числа молей исходных компонентов и продуктов в начальный момент времени. Эти выражения являются определяющими для хим. переменнойhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/8/16278.jpeg Энергия Гиббса системы

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/7/9/16279.jpeg

С помощью X. с. и хим. переменной можно провести термодинамич. описание закрытой системы, где обратимо протекает хим. р-ция, способом, отличным от традиционного описания Гиббса. Цель подобного описания - уменьшить число переменных ni, nj благодаря учету стехиометрии р-ции. Полные дифференциалы термодинамических потенциалов такой системы - внутр. энергии U, энтальпии H, энергии Гиббса G, свободной энергии Гельмгольца F - м. б. представлены в виде ф-л:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/0/16280.jpeg

(S - энтропия системы; V - объем; р - давление). Отсюда следует:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/1/16281.jpeg

т. е. X. с. является производной любого термодинамич. потенциала по хим. переменной при постоянстве естеств. переменных каждого из потенциалов. В этих выражениях членhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/2/16282.jpeg заменяет суммуhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/3/16283.jpeg используемую при традиционном (Гиббсовом) описании. При этом вместо числа переменных (k + т)достаточно одной независимой переменнойhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/4/16284.jpeg Если в системе протекает r независимых р-ций, для описания системы нужно ввести r хим. переменных и r величин X. с. Л.
X. с. и хим. переменнуюhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/5/16285.jpeg обычно относят к т. наз. внутренним параметрам макроскопич. системы. Это означает, что, во-первых, А иhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/6/16286.jpeg однозначно выражаются через параметры системы (хим. потенциалы, числа молей) и стехиометрич. коэф. и, во-вторых, A иhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/7/16287.jpeg не характеризуют однозначно состояние термодинамич. равновесия (А = 0 для всех состояний равновесия). В термодинамике необратимых процессов величина А/Т рассматривается как обобщенная термодинамич. сила, а скорость хим. р-цииhttp://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/8/16288.jpeg - время) - как обобщенный поток. Произведение (A/T)w обусловливает произ-во энтропии в системе вследствие хим. реакции. Вблизи состояния термодинамич. равновесия постулируется связь между w и А/Т типа:

http://www.pora.ru/image/encyclopedia/2/8/9/16289.jpeg

коэф. Lхим наз. хим. проводимостью.
Понятие X. с. введено Т. де Донде в 1922.

Лит. см. при ст. Термодинамика необратимых процессов, Термодинамические потенциалы.

М. В. Коробов.


Здоровье и профилактика Акушерство и гинекология Стоматология Красота Зрение Энциклопеди Адреса Реклама
Видео