Gaz karışımının toplam basıncı küçükse, o zaman her gaz, sanki tüm hacmi tek başına kaplıyormuş gibi, kendi basıncını uygulayacaktır. Bu basınca denir kısmi. Toplam gözlenen basınç R her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir (Dalton yasası):

İdeal bir gaz karışımının bir bileşeninin kimyasal potansiyeli:

Nerede p ben gazın kısmi basıncıdır.

Bir gazın kısmi basıncını ifade etme p ben toplam basınç ve gazın mol kesri aracılığıyla x ben, kimyasal potansiyelin bağımlılığı için ifadeyi elde edin Ben mol fraksiyonundan -inci bileşen:

ideal bir gazın kimyasal potansiyeli nerede x ben= 1 (yani bireysel durumda) basınçta R ve sıcaklık T; hem sıcaklığa hem de basınca bağlıdır.

İçin ideal sıvı çözümler uygulanabilir denklem

sıvı haldeki () tek bir bileşenin standart kimyasal potansiyeli sıcaklık ve basınca bağlıdır; X i, bileşenin mol kesridir.

Gerçek çözeltilerin bir bileşeninin kimyasal potansiyeli.

Gerçek çözümler için, dikkate alınan tüm bağımlılıklar uygulanamaz. Bileşenin kimyasal potansiyeli gerçek gaz çözümü Lewis yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Bu durumda, termodinamik denklemlerin şeklini korumak için kısmi basınç yerine hayali bir miktar ortaya koyarlar. fi, denilen kısmi kaçak, veya oynaklık. Daha sonra

standart durumda gerçek bir gaz karışımının bir bileşeninin kimyasal potansiyeli nerede.

Gerçek bir gaz çözeltisinin uçuculuğunun kısmi basıncına oranı, uçuculuk katsayısı olarak adlandırılır:

Benzer şekilde, için sıvı gerçek çözümler gerçek konsantrasyon karşılık gelen hayali değerle değiştirilir - aktivite bir ben:

standart durumda gerçek bir sıvı çözeltinin bir bileşeninin kimyasal potansiyeli nerede.

Etkinlik, etkinlik katsayısı aracılığıyla konsantrasyonla ilişkilidir:

burada γ i aktivite katsayısıdır.

Bir çözeltinin konsantrasyonunu ifade etme yöntemine bağlı olarak, rasyonel, molar ve molal aktivite katsayıları ayırt edilir:

Aktivite katsayısı, çözeltinin konsantrasyonuna bağlıdır. Sonsuz seyreltik çözeltilerde γ → 1, bir ben Ve fi→ c ben Ve pi sırasıyla.

Formdaki kimyasal potansiyel için denklemi yeniden yazalım.

bu nedenle, termodinamik aktivite 1 mol transfer işidir Ben standart çözümden verilen gerçek çözüme inci bileşen.

Seçmenin iki ana yolu vardır standart durum- simetrik ve asimetrik.

simetrik yol.Çözücü ve çözünen için aynı standart durum seçilir - çözeltinin sıcaklığındaki saf bileşenin durumu. Daha sonra standart durumda x ben = 1, bir ben = 1ve γ ben = 1. Bu yöntem daha çok elektrolit olmayan çözeltiler için kullanılır.

asimetrik yol.Çözücü ve çözünen için farklı bir standart durum seçilir. Çözücü için - simetrik yöntemde olduğu gibi: x ben → 1, ben → 1ve γ ben → 1. Bir çözünen için, maddenin sonsuz seyreltik bir çözeltideki durumu standart durum olarak seçilir: x ben → 0, a ben → x ben ve γ ben → 1. Yöntem en çok elektrolit çözeltilerinin termodinamiğinde kullanılır.

kimyasal potansiyel.

Bir maddeden oluşan bir sistem için bunun doğru olduğuna dikkat etmek önemlidir:

Kapsamlı herhangi bir durum fonksiyonu, sistemdeki madde miktarının bir fonksiyonudur.

Bu nedenle, sistem birkaç bileşenden oluşuyorsa, o zaman

n i mol sayısıdır Ben-inci bileşen. n i'ye göre (62) farklılaştırın

p, Т, n j≠i =sabit

Gibbs miktara isim verdi kimyasal potansiyel ve μ ile gösterilir Ben Ayrıca denir Gibbs kısmi molar enerji(kısmi termodinamik Gibbs fonksiyonu)

Aşağıdaki kimyasal potansiyel tanımını verebiliriz:

Bu homojen bir çok bileşenli sistemin Gibbs enerjisindeki değişim, sistemin sabit basıncında, sıcaklığında ve bileşiminde belirli bir bileşenden 1 mol eklendiğinde (ᴛ.ᴇ. ekleme, tüm bileşenlerden sonsuz büyük miktarlarda gerçekleşmelidir, böylece bileşim sistem değişmez).

Örneğin Gibbs enerjisi G'den farklı olarak kimyasal potansiyel yoğun bir niceliktir, ᴛ.ᴇ. sistemin kütlesine bağlı değildir, ancak sistemin doğasına ve bileşimine, sıcaklığına ve basıncına bağlıdır. Genel olarak konuşursak, m i, belirli bir bileşenin diğer bileşenlerle kimyasal etkileşiminin gücüne bağlıdır: bu etkileşim ne kadar güçlüyse, m i o kadar küçüktür. Etkileşimin gücü, bileşenin konsantrasyonuna bağlıdır ve i'inci bileşenin konsantrasyonu ne kadar düşükse, etkileşim o kadar güçlü ve m i o kadar az olur. Madde, m'sinin daha büyük olduğu bir durumdan m'nin daha az olduğu bir duruma (ᴛ.ᴇ. bu bileşenin diğer bileşenlerle etkileşiminin daha güçlü olduğu yere) hareket etme eğilimindedir.

Herhangi bir enerji özelliği, yoğun bir faktörün kapsamlı bir faktörle ürünüdür. Bizim durumumuzda, μ i yoğun bir parametredir ve n i kapsamlıdır. Daha sonra:

T için, p = sabit. (64)

Sabit miktarda diğer bileşenler ve sabit Т ve р ile i'inci bileşenin belirli bir miktarda dn i molünün eklenmesi, Gibbs enerjisinin değerini artıracaktır. Diğer bileşenlerin eklenmesi benzer değişikliklere neden olacaktır. Birkaç bileşen eklendiğinde sistemin Gibbs enerjisindeki toplam değişim:

veya genel olarak,

Bu denklem denir temel Gibbs denklemi.

(64) ilişkisini sistemin sabit bir bileşiminde (ᴛ.ᴇ. m i = const olduğunda) entegre ediyoruz:

İlişki (67) bazen denir Gibbs-Duhem denklemi(daha sıklıkla bu denklem şu şekilde yazılır:

Burada x i, i'inci bileşenin mol kesridir.)

Bir kimyasal reaksiyon için p, T \u003d const olduğunda, doğrudur:

İdeal bir gazın kimyasal potansiyelinin hesaplanması:

Bir saf bileşenimiz varsa, o zaman kimyasal potansiyeli m, Gibbs molar enerjisine eşittir:

(Burada ve maddenin molar hacmi ve molar entropisidir), o zaman şunu elde ederiz:

İdeal gazın T = sabitte olmasına izin verin, o zaman

(71) ifadesini p 0 = 1 atm'den herhangi bir p'ye ve buna göre m 0'dan m'ye entegre edelim; alırız:

Ancak ideal bir gaz için, 1 mol gaz için şu forma sahip olan Mendeleev-Clapeyron yasası karşılanır:

p= RT, dolayısıyla = . (73)

Sonra şunu elde ederiz:

p 0 = 1 ise A tm, o zaman

(75) denkleminde, p basıncın kendisi değil, boyutsuz atmosfer () cinsinden ifade edilen basınca sayısal olarak eşit bir değer.

m 0 - standart kimyasal potansiyel, ᴛ.ᴇ. standart basınçta kimyasal potansiyel p 0 = 1 atm;

Bir gaz karışımı varsa, o zaman karışımın herhangi bir i-inci bileşeni için.

m ben = m 0 ben + RT ln (76)

Burada, karışımın i-inci bileşeninin kısmi basıncına sayısal olarak eşit boyutsuz bir miktardır (ᴛ.ᴇ. toplam basıncın i-inci bileşene düşen kısmı), atmosfer () cinsinden ifade edilir.

Karışımdaki i'inci gazın mol kesri nerede olduğundan, p sistemdeki toplam basınçtır, o zaman

kimyasal potansiyel. - kavram ve türleri. "Kimyasal potansiyel" kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri. 2017, 2018.

- Kimyasal potansiyel

Faz geçişlerinin termodinamiği. Tanımlar Faz geçişlerinin gerçekleşebildiği sistemlerin termodinamiğini göz önünde bulundurun. ile madde alışverişi yapabilen bir termodinamik sistem çevre, açık olarak adlandırılır. - Termodinamik ... .

- Kimyasal potansiyel, belirli bir sistemdeki bir maddenin 1 molü başına düşen Gibbs enerjisidir.

; Referans tablolarında kimyasal potansiyel verilmemiştir. Kanıt görevi görür. Çözeltideki bir maddenin kimyasal potansiyeli konsantrasyona bağlıdır: m(X) = m°(X) + RTlnc(X) Bu, ideal çözümler için mantıklı bir şekilde önerilen buluşsal bir denklemdir. Onunla... .

- İdeal çözeltilerin bir bileşeninin kimyasal potansiyeli.

Gaz karışımının toplam basıncı küçükse, o zaman her gaz, sanki tüm hacmi tek başına kaplıyormuş gibi, kendi basıncını uygulayacaktır. Bu basınca kısmi basınç denir. Gözlenen toplam basınç p, her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir....

- Bireysel bir ideal gazın kimyasal potansiyeli.

İdeal bir gaz olan bir termodinamik sistemi düşünün. İdeal bir gazın kimyasal potansiyeli: , burada Gibbs molar enerjisi (ideal bir gazın 1 molünün izobarik potansiyeli). O zamandan beri ideal bir gazın molar hacmi nerede (1 mol gazın hacmi). ... .

Entalpi, Gibbs termodinamik fonksiyonu, Bir gaza belirli miktarda ısı aktarıldığında izobarik olarak genişliyorsa, bu durumda temel bir süreç için termodinamiğin birinci yasası şu şekilde yazılabilir: . İşaretin altındaki değer ... .

- yani sistemin i-inci bileşeninin kimyasal potansiyeli, sistemin Gibbs enerjisinin i-inci bileşenin P. T, V, n sabitindeki kütlesine ve geri kalanın kütlelerine göre türevine eşittir bileşenler.

P. T, V, n sabitinde n'ye göre kapsamlı özelliklerin kısmi türevlerine kısmi miktarlar denir. Bileşenin kütlesinin ifade edildiği birimlere bağlı olarak molar ve spesifik kısmi nicelikler ayırt edilir. Böylece, &... .

- Elektrokimyasal sistemler. Elektrot. Elektrokimyasal potansiyel. Mutlak elektrot potansiyelleri ve elektromotor kuvvet.

Elektrot işlemleri. Potansiyel sıçramalar ve elektromotor kuvvet (EMF) kavramı. Elektrokimyasal devreler, galvanik hücreler. Standart hidrojen elektrodu, standart Elektrot potansiyeli. Elektrokimyasal devrelerin ve elektrotların sınıflandırılması. DERS... .

Sistemin serbest enerjisi (Gibbs enerjisi G ve Helmholtz enerjisi F) dış koşullara bağlıdır:

Bu bağımlılık, bir bileşenden oluşan en basit sistemler için tamdır.

Bir termodinamik sistem bir veya daha fazla bileşenden oluşabilir. Açıkçası, çok bileşenli bir sistemin serbest enerjisinin değeri hem dış koşullara ( T,R, veya v) ve sistemi oluşturan maddelerin doğası ve miktarı, yani serbest enerji, herhangi bir termodinamik fonksiyon gibi, sistemin kapsamlı bir özelliğidir. Sistemin bileşimi zamanla değişirse (yani sistemde bir kimyasal reaksiyon meydana gelirse), bileşimdeki değişikliğin sistemin serbest enerjisinin değeri üzerindeki etkisini hesaba katmak gerekir.

Şunlardan oluşan bir termodinamik sistem düşünün: k bileşenler. İzin vermek N 1 , N 2 , …, N k- 1., 2., ...'nin mol sayısı, k inci bileşenler. O halde Gibbs serbest enerjisi aşağıdaki değişkenlerin bir fonksiyonudur:

G = F(P, T, N 1 , N 2 , …, N k )

Tüm değişkenlere göre farklılaştırın:

(2.1)

Notasyonu tanıtalım:

………………….

,

Nerede μ 1 , μ 2 , …, μ k– 1., 2., … kimyasal potansiyelleri, k sırasıyla inci bileşenler.

Genel olarak

.

Helmholtz serbest enerjisi için benzer bir ifade elde ederiz:

F = F(v, T, N 1 , N 2 , …, N k )

.

Böylece, kimyasal potansiyel serbest enerjinin mol sayısına göre kısmi türevidir Ben- karşılık gelen harici parametrelerin sabitliği ve diğer tüm bileşenlerin mol sayısı ile bileşen. Böylece, kimyasal potansiyel kısmi molar Gibbs enerjisidir (en R, T = sabit):

.

Bedava enerji ortak mülkiyet sistemlerde, kimyasal potansiyel, sisteme dahil olan tek bir bileşenin özelliklerini karakterize eder. Kimyasal potansiyel, sistemin yoğun bir özelliğidir, çünkü sistemin kütlesine bağlı değildir.

-de p, T =sabit denklem (2.1) şu şekildedir:

. (2.2)

Bu durumda, Gibbs enerjisindeki değişiklik, yani sistemin faydalı çalışması, yalnızca kimyasal bir reaksiyon sonucu sistemin bileşimindeki bir değişiklikten veya sistemler arasındaki madde alışverişinden kaynaklanmaktadır. ve çevre.

Denklem (2.2), sistemin genel özelliği ile bileşenlerinin her birinin özellikleri arasındaki ilişkiyi ifade eder. Kimyasal potansiyelin sabit bir değer olduğunu varsayarak, denklem (2.2)'yi entegre ediyoruz:

.

İntegrasyon sabiti sıfırdır çünkü eğer hepsi N Ben= 0, Gibbs enerjisi de sıfıra eşittir.

Tek bir madde için

,

onlar. tek bir maddenin kimyasal potansiyeli Gibbs molar enerjisine eşittir.

dengede dG = 0 ve denklem (2.1) şu şekli alır:

. (2.3)

Ortaya çıkan denklem, değişken bileşime sahip bir sistemdeki genel denge koşuludur. R,T =sabit.

Tek bir ideal gazın kimyasal potansiyeli.

İdeal bir gaz olan bir termodinamik sistemi düşünün. İdeal bir gazın kimyasal potansiyeli:

,

Nerede Gibbs molar enerjisidir (1 mol ideal gazın izobarik potansiyeli).

,

O
,

Nerede ideal bir gazın molar hacmidir (1 mol gazın hacmi).

İşlem çalışıyorsa T =sabit, kısmi türev toplam ile değiştirilebilir. Daha sonra

1 mol ideal gazın hal denklemi şu şekildedir:

;

,

aralığına entegre edelim. R 0 önce R:

Nerede μ 0 , R 0, standart durumda ideal bir gazın kimyasal potansiyeli ve basıncıdır.

Standart durum, ideal bir gazın durumu olarak alınır. R 0 = 1 atm.

. (2.3)

Standart kimyasal potansiyel, 1 atm gaz basıncındaki kimyasal potansiyeldir. Standart durumda kimyasal potansiyel μ 0 sadece sıcaklığa bağlıdır ve basınca bağlı değildir, yani μ 0 = F(T). Denklem (2.3), logaritmanın işaretinin altında basınç oranına eşit boyutsuz bir miktar olduğunu gösterir. R standart basınca R 0 = 1 atm.

Çünkü μ = , yazılabilir

Nerede
Gibbs standart molar enerjisidir.

İdeal çözeltilerin bir bileşeninin kimyasal potansiyeli.

Gaz karışımının toplam basıncı küçükse, o zaman her gaz, sanki tüm hacmi tek başına kaplıyormuş gibi, kendi basıncını uygulayacaktır. Bu basınca denir kısmi. Toplam gözlenen basınç R her bir gazın kısmi basınçlarının toplamına eşittir (Dalton yasası):

.

İdeal bir gaz karışımının bir bileşeninin kimyasal potansiyeli:

,

Nerede R Ben gazın kısmi basıncıdır.

Bir gazın kısmi basıncını ifade etme R Ben toplam basınç ve gazın mol kesri aracılığıyla X Ben, kimyasal potansiyelin bağımlılığı için ifadeyi elde edin Ben mol fraksiyonundan -inci bileşen:

Nerede ideal bir gazın kimyasal potansiyeli X Ben= 1 (yani bireysel durumda) basınçta R ve sıcaklık T; hem sıcaklığa hem de basınca bağlıdır.

İçin ideal sıvı çözümler uygulanabilir denklem

,

Nerede sıvı haldeki tek bir bileşenin standart kimyasal potansiyelidir (
) sıcaklık ve basınca bağlıdır; X i, bileşenin mol kesridir.

Gerçek çözeltilerin bir bileşeninin kimyasal potansiyeli .

Gerçek çözümler için, dikkate alınan tüm bağımlılıklar uygulanamaz. Bileşenin kimyasal potansiyeli gerçek gaz çözümü Lewis yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Bu durumda, termodinamik denklemlerin şeklini korumak için kısmi basınç yerine hayali bir miktar ortaya koyarlar. F Ben, denilen kısmi kaçak, veya oynaklık. Daha sonra

,

Nerede standart durumda gerçek bir gaz karışımının bir bileşeninin kimyasal potansiyelidir.

Gerçek bir gaz çözeltisinin uçuculuğunun kısmi basıncına oranı, uçuculuk katsayısı olarak adlandırılır:

;

Benzer şekilde, için sıvı gerçek çözümler gerçek konsantrasyon karşılık gelen hayali değerle değiştirilir - aktivite A Ben :

,

Nerede standart durumda gerçek bir sıvı çözeltinin bir bileşeninin kimyasal potansiyelidir.

Etkinlik, etkinlik katsayısı aracılığıyla konsantrasyonla ilişkilidir:

,

burada γ i aktivite katsayısıdır.

Bir çözeltinin konsantrasyonunu ifade etme yöntemine bağlı olarak, rasyonel, molar ve molal aktivite katsayıları ayırt edilir:

Aktivite katsayısı, çözeltinin konsantrasyonuna bağlıdır. Sonsuz seyreltik çözeltilerde γ → 1, A Ben Ve F Ben → C Ben Ve P Ben sırasıyla.

Formdaki kimyasal potansiyel için denklemi yeniden yazalım.

,

bu nedenle, termodinamik aktivite 1 mol transfer işidir Ben standart çözümden verilen gerçek çözüme inci bileşen.

Seçmenin iki ana yolu vardır standart durum- simetrik ve asimetrik.

simetrik yol.Çözücü ve çözünen için aynı standart durum seçilir - çözeltinin sıcaklığındaki saf bileşenin durumu. Daha sonra standart durumda X Ben = 1, A Ben = 1ve γ Ben = 1. Bu yöntem daha çok elektrolit olmayan çözeltiler için kullanılır.

asimetrik yol.Çözücü ve çözünen için farklı bir standart durum seçilir. Çözücü için - simetrik yöntemde olduğu gibi: X Ben → 1, A Ben → 1ve γ Ben → 1. bir çözünen için standart durum, maddenin sonsuz seyreltik bir çözeltideki durumudur: X Ben → 0, A Ben → X Ben ve γ Ben → 1. Yöntem en çok elektrolit çözeltilerinin termodinamiğinde kullanılır.

Kimyasal potansiyel, termodinamik potansiyelin, doğal değişkenlerin sabitliği ve sistemin bileşimi ile bileşenin mol sayısına göre kısmi türevleri olarak adlandırılır.

İdeal ve gerçek gazın kimyasal potansiyeli.

PV=nRT => V=

G=nRT R Ϭ , R Ϭ - sabit integral

G=RTLnP+ R Ϭ (1)

G 0 =RTLnP 0 + R Ϭ (2)

2'den 1ur çıkarın

G-G 0 =RT(LnP-LnP 0) => G-G 0 =RTLn

P 0 =1atm => G-G 0 =RTLnP => G=G 0 +RTLnP

G=ϻ ben => ϻ ben = ϻ ben 0 +RTLnP

Bu, ideal bir gaz karışımının kimyasal potansiyelini belirlemek içindir.

Lewis, gerçek gazlar için fugasite (uçuculuk) kullanmayı önerdi, çünkü şimdiye kadar sadece gazlı kısımları ideal olan bu tür sistemler kabul edildi, yani ideal olmayan sistemler için PV = nRT denklemine uyun, yukarıdaki tüm termodinamik ilişkiler doğru değildir.

Lewis'in önerisi, içlerindeki gerçek kısmi baskıları etkin basınçlarla (uçuculuk) değiştirirsek, ideal olmayan sistemler için geçerli olmaya devam eder.

ϻ ben = ϻ ben 0 +RTLnf, f-uçuculuk

Basınç o kadar küçükse, uçuculuk basınçla çakışır ve gaz ideal hale gelir.

14.Hareket eden kütlelerin termodinamik kanunu. Standart termodinamik sabit için ifadenin türetilmesi. Sabiti etkileyen faktörler.

Kimyasal dengenin temel kantitatif yasası, homojen denge sistemlerine uygulanan kütle eylemi yasasıdır (LMA). Genel olarak homojen bir kimyasal reaksiyonu ele alalım.

aA+bBómM+nN (1)

Belirli bir kimyasal reaksiyon için Gibbs enerji değişimi

∆G=m(G M)+n(G N)-a(G A)-b(G B) (2)

Toplam i'inci değişiklik için değişiklik

dG(i)=VdP(i)-S ben dT(3)

PV=RT => V=RT/P

dG ben =RT =RTlnP ben (5)

ur (5)'i reaksiyonun başlangıcındaki gazın standart durumuna entegre edelim.

(G 0 (i) ,P 0 i) (G (i) ,P 0(i))

(i) = lnP (i) (6)

G (i) -G 0 ben =RTln (7)

Standart durumdaki gaz basıncı 1 atm'dir.

G (i) =G 0 ben +RTlnP 0(i) (8)

P 0(i) - reaksiyonun başlangıcında reaksiyondaki i. katılımcının kısmi basıncı. ur(8) verildiğinde, ur(2) şöyle görünür:

∆G=m(G 0 M)+m RTlnP 0(M) +n(G 0 N)+ nRTlnP 0(N) -a(G 0 A)-a RTlnP 0(A) -b(G 0 B) - bRTlnP 0(B) (9)

∆G=m(G 0 M)+n(G 0 N)-a(G 0 A)-b(G 0 B) +RTln (10)

∆G=∆G 0 +RTln (11)

Bir kimyasal reaksiyonda bir denge durumu varsa, o zaman ∆G 0'a eşit olacaktır, ancak kısmi basınçlar denge değerlerine sahip olacaktır.

∆G 0 \u003d -RTln (12) K p (13) (denge sabiti)

Bu nedenle, gaz fazında meydana gelen herhangi bir homojen kimyasal reaksiyonun denge sabiti, reaksiyon ürünlerinin denge kısmi basınçlarının ürününe, karşılık gelen stokiyometrik katsayıların kuvvetleri cinsinden başlangıç ​​malzemelerinin denge kısmi basınçlarının çarpımına eşittir. tepkilere katılanlar.

ur (13) ur (12) dikkate alınarak ∆G 0 =-RTlnК р (14) yazabiliriz.

ur (14) dikkate alındığında, ur (11) ∆G=-RTln (15) şeklini alacaktır.

Ur (11), (15)'e van't Hoff izoterm ur denir, kısmi basınçlar açısından da ideal bir gaz için yazılır.

∆G=-RTlnК r +RTlnП r"

Sonuç: Denge sabitinin değeri, yalnızca reaksiyondaki katılımcıların sıcaklığına ve doğasına bağlıdır. ∆G'den, başlangıç ​​konsantrasyonlarına (aktiviteler) veya baskılara (uçuculuk) bağlıdır.

Tek bileşenli bir sistem düşünün. Bu durumda:

Buradan

sistemin bir mol ideal gaz içerdiğini varsayalım, o zaman:

P 0, çoğunlukla standart basınca eşit olan basınç raporunun başlangıcıdır.

1 mol ideal gazın kimyasal potansiyelinin ifadesi.

Ne tür bir işlev olduğunu anlamaya çalışalım, kimyasal potansiyel!

İç enerji (U), entropi (S) ve PV çarpımı arasındaki ilişkiyi bulalım.

Denge gaz karışımının k ayrı madde içerdiğini ve hepsinin ideal gaz halinde olduğunu varsayalım. İdeal gazların bir karışımında, sistemin hem iç enerjisi hem de entropisi, bileşimin toplamsal fonksiyonlarıdır. Önce Gibbs enerjisinin ifadesindeki ilk terimi ele alalım. Denkleme göre, i'inci bireysel maddenin 1 molünün iç enerjisinin sıcaklığa bağımlılığı şu şekilde temsil edilebilir:

i'inci gazın sabit hacmindeki molar ısı kapasitesi nerede. İlk yaklaşım olarak Cv'nin sıcaklığa bağlı olmadığını varsayalım. Bu ifadeyi bu koşul altında entegre ederek şunu elde ederiz: .

- 0 K'de i'inci gazın 1 molünün iç enerjisi.

karışım içerirn ben i'inci gazın molü, o zaman: .

Gibbs enerjisinin ifadesindeki ikinci terim, denkleme göre

Mendeleev - Clapeyron, şu şekilde yazıyoruz: .

Üçüncü terimi ele alalım. Bir gaz karışımındaki i'inci gazın bir molünün S entropisinin bağıl kısmi basıncına ve sıcaklığına bağımlılığı şu şekilde yazılabilir:

gaz karışımının i'inci bileşeninin molar ısı kapasitesi nerede. Bu durumda:

İç enerji (U), entropi (S) ve PV çarpımı için ifadeleri denklemde değiştirerek, elde ederiz

Bu denklemin ilk beş terimi yalnızca bireysel i'inci maddenin doğasına ve sıcaklığa bağlıdır ve karışımın bileşimine ve basınca bağlı değildir. Toplamları belirtilir. Daha sonra:

veya , burada değer ve kimyasal potansiyel olarak adlandırılır ve değer standart kimyasal potansiyeldir, yani standart basınç ve sıcaklıkta ideal bir gazın 1 molünün kimyasal potansiyelidir.

Kimyasal potansiyel, mutlak değeri bilinmeyen Gibbs enerjisidir, dolayısıyla standart kimyasal potansiyelin değeri de bilinmemektedir. Sistem birkaç bileşen içeriyorsa, her bir bileşenin kimyasal potansiyeli hakkında konuşmalıyız:

Sistemdeki bileşenlerin bağıl kısmi basıncı; başka gazlar olmasaydı, sistemde bu miktarda gazı üretecek olan gaz basıncıdır.

Bir sistemdeki bir gazın kısmi basıncı, Dalton yasası kullanılarak toplam basınçla ilişkilidir:

Ders #6

Ders planı:

1. Sistemin izoterm denklemi. Gibbs enerjisi ile reaksiyon bileşenlerinin kimyasal potansiyeli arasındaki ilişki.

2. Hareket eden kütleler kanunu. Standart denge sabiti.

3. Pratik denge sabitleri.

4. Heterojen sistemlerde kimyasal denge.