एस सिस्टम स्टेट फ़ंक्शन है, जिसे कहा जाता है एन्ट्रापीएन्ट्रापी प्रणाली के विकार (अराजक) स्थिति के माप की विशेषता है। एन्ट्रापी इकाइयाँ J/(mol·K) हैं।
पदार्थों की निरपेक्ष एन्ट्रापी और प्रक्रियाओं में एन्ट्रापी परिवर्तन
परम शून्य तापमान (T = 0 K) पर, किसी भी शुद्ध साधारण पदार्थ या यौगिक के आदर्श क्रिस्टल की एन्ट्रापी शून्य होती है। 0 K पर S से शून्य की समानता ताप क्षमता की तापमान निर्भरता पर प्रायोगिक डेटा के आधार पर पदार्थों के एन्ट्रापी के निरपेक्ष मूल्यों की गणना करना संभव बनाती है।
प्रक्रिया में एन्ट्रापी में परिवर्तन समीकरण द्वारा व्यक्त किया जाता है:
एस \u003d एस (उत्पाद।) - एस (बाहर।),
जहां एस (उत्पाद) और एस (बाहर।) क्रमशः प्रतिक्रिया उत्पादों और प्रारंभिक पदार्थों की पूर्ण एन्ट्रॉपी हैं।
गुणात्मक स्तर पर, संकेत सिस्टम की मात्रा में परिवर्तन से एस प्रतिक्रियाओं का अनुमान लगाया जा सकता हैप्रक्रिया के परिणामस्वरूप वी. संकेतV गैसीय अभिकर्मकों के पदार्थ की मात्रा में परिवर्तन से निर्धारित होता हैएन डी। तो, प्रतिक्रिया के लिए CaCO 3 (c) \u003d CaO (c) + CO 2 (g):
(एन डी = 1) वी> 0, इसलिए एस> 0।
प्रतिक्रिया के लिए C (ग्रेफाइट) + 2H 2 (g) = CH 4 (g)
(डीएन आर = -1) वी 0, और इसलिएएस0.
मानक एन्ट्रापी
एंट्रोपी मान आमतौर पर मानक स्थिति के लिए संदर्भित होते हैं। सबसे अधिक बार, S . के मान पी = 101.325 केपीए (1 एटीएम) और तापमान टी = 298.15 के (25 डिग्री सेल्सियस) पर माना जाता है। इस मामले में एन्ट्रापी को निरूपित किया जाता हैएस लगभग 298 और इसे T = 298.15 K पर मानक एन्ट्रापी कहा जाता है। इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि पदार्थ की एन्ट्रापीएस(एस ओ) बढ़ते तापमान के साथ बढ़ता है।
शिक्षा की मानक एन्ट्रापी
शिक्षा एस की मानक एन्ट्रापी f,298 . के बारे में (या S ओ एआर 298) किसी दिए गए पदार्थ (आमतौर पर 1 मोल) के गठन की प्रक्रिया में एन्ट्रापी में परिवर्तन है, जो मानक अवस्था में, साधारण पदार्थों से, मानक अवस्था में भी होता है।
गिब्स ऊर्जा
जी सिस्टम स्टेट फंक्शन है, जिसे कहा जाता है गिब्स ऊर्जा . गिब्स ऊर्जा है:
निरपेक्ष मूल्य गिब्स ऊर्जानिर्धारित नहीं किया जा सकता है, लेकिन परिवर्तन की गणना की जा सकती है प्रक्रिया के परिणामस्वरूप जी.
प्रक्रिया के सहज प्रवाह का मानदंड: उन प्रणालियों में जो P, T = const पर हैं, केवल गिब्स ऊर्जा में कमी के साथ होने वाली प्रक्रियाएं स्वतः ही हो सकती हैं
(जी 0)। जब व्यवस्था में संतुलन हो जाता हैजी = 0।
शिक्षा की मानक गिब्स ऊर्जा
गठन जी की मानक गिब्स ऊर्जा f,298 . के बारे में (या जी 298) किसी दिए गए पदार्थ के निर्माण के दौरान गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन है (आमतौर पर 1 mol) मानक अवस्था में साधारण पदार्थों से भी मानक अवस्था में, और साधारण पदार्थ किसी दिए गए तापमान पर सबसे थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर अवस्था में मौजूद होते हैं। .
सरल पदार्थों के लिए जो सबसे थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर रूप में हैं, जी लगभग f,298 = 0।
एन्थैल्पी, एन्ट्रापी कारक और प्रक्रिया दिशा
आइए हम समीकरण G . का विश्लेषण करें ओ टी = एच ओ टी - टीएस टी के बारे में जब कम तामपानटी ओ टी छोटा। इसलिए, चिन्ह G ओ टी मुख्य रूप से मूल्य द्वारा निर्धारित किया जाता है एच ओ टी (एंथैल्पी कारक)। पर उच्च तापमानटीएस ओ टी - बड़ा मूल्य, डी जी साइन करें o T भी एन्ट्रापी कारक द्वारा निर्धारित होता है। एन्थैल्पी के अनुपात के आधार पर ( एच ओ टी) और एन्ट्रापी (टी .)एस ओ टी) कारक, प्रक्रियाओं के चार प्रकार हैं।
समस्या समाधान के उदाहरण
थर्मोडायनामिक संदर्भ डेटा का उपयोग करके, 298.15 K पर प्रतिक्रिया में एन्ट्रापी परिवर्तन की गणना करें:4एनएच 3 (डी) + 5O 2(जी) \u003d 4एनओ (जी) + 6एच 2 ओ (जी)।
S o के चिन्ह और परिमाण की व्याख्या कीजिए।
समाधान। प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों के मानक एन्ट्रॉपी के मूल्य नीचे दिए गए हैं:
एस o ch.r., 298 = 4एस o 298 (NO(g)) + 6S लगभग 298 (एच 2 ओ (एल)) - 4एस लगभग 298 (एनएच 3 (जी)) - 5एस ओ 298 (ओ 2 (जी)) \u003d 4 × 210.64 + 6 × 69.95 - 4 × 192.66 - 5 × 205.04 = - 533.58 जम्मू/कश्मीर
इस प्रतिक्रिया में, वी 0 (एन .) आर = - 5), और इसलिएइसलिए एक्स.आर., 298
. संदर्भ थर्मोडायनामिक डेटा का उपयोग करते हुए, NH 4 NO . के गठन की मानक एन्ट्रापी की गणना करें 3 (के)। क्या NH 4 NO के गठन की मानक एन्ट्रापी भिन्न है 3(के) इस यौगिक के मानक एन्ट्रापी के?समाधान। गठन की मानक एन्ट्रापी NH 4 NO 3 प्रक्रिया में एन्ट्रापी में परिवर्तन से मेल खाती है:
एन (डी) + 2H 2(डी) + 3/2O 2(जी) = एनएच 4 नहीं 3 (के); एस ओ च,298 (एनएच 4 नहीं 3 (के)) \u003d?
प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों के मानक एन्ट्रॉपी के मूल्य नीचे दिए गए हैं:
एस ओ ch.r., 298 = S लगभग f,298 (NH 4 NO .) 3(के)) = एस लगभग 298 (NH 4 NO .) 3(के)) - एस लगभग 298 (एन 2 (जी)) - 2एस लगभग 298 (एच 2(डी)) - 3/2S लगभग 298 (ओ 2(जी)) \u003d 151.04–191.50 - 2 × 130.52–3 / 2 × 205.04 \u003d - 609.06 जे / (मोल के)।
NH 4 NO 3 (k) के गठन की मानक एन्ट्रापी, बराबर - 609.06 जे / (मोल के), अमोनियम नाइट्रेट एस ओ . के मानक एन्ट्रापी से अलग है 298 (एनएच 4 नहीं 3(k)) = +151.04 J/(mol K) परिमाण और संकेत दोनों में। यह याद रखना चाहिए कि पदार्थों की मानक एन्ट्रापी एस ओ 298 हमेशा शून्य से बड़ा होता है, जबकि मानएस 0 एफ.298 , एक नियम के रूप में, साइन-चेंजिंग हैं।
प्रतिक्रिया की गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन2एच 2 (जी) + ओ 2 (जी) \u003d 2 एच 2 ओ (जी)
जी के बराबर लगभग 298 = -474.46 केजे। थर्मोडायनामिक गणना किए बिना, यह निर्धारित करें कि यह प्रतिक्रिया किस कारक (एंथैल्पी या एन्ट्रापी) से 298 K पर आगे बढ़ती है और तापमान में वृद्धि इस प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम को कैसे प्रभावित करेगी।
समाधान। चूंकि विचाराधीन प्रतिक्रिया का क्रम मात्रा में उल्लेखनीय कमी के साथ है (36 मिलीलीटर तरल पानी प्रारंभिक पदार्थों के 67.2 एल (एन.ओ.) से बनता है), प्रतिक्रिया एस की एन्ट्रापी में परिवर्तन के बारे में<0. Поскольку G लगभग 298 अभिक्रिया शून्य से कम है, तो यह केवल एन्थैल्पी कारक के कारण 298 K के तापमान पर आगे बढ़ सकती है। तापमान में वृद्धि से पानी की संतुलन उपज कम हो जाती है, क्योंकि Tएस के बारे में<0.
संदर्भ थर्मोडायनामिक डेटा का उपयोग करते हुए, यह निर्धारित करें कि क्या प्रतिक्रिया 298.15 K पर स्वतःस्फूर्त रूप से आगे बढ़ सकती है:4 . से एच 10 (जी) \u003d 2सी 2 एच 4 (जी) + एच 2 (जी)।
जी o ch.r.,298 = 2जी ओ एफ,298 (सी 2 एच 4 (जी) ) + जी ओ एफ, 298 (एच 2 (जी)) - जी के बारे में एफ, 298 (सी 4 एच 10 (जी) ) \u003d 2 × 68.14 + 17.19 = 153.47 केजे।
जी o ch.r.,298> 0, अत: T = 298.15 K पर अभिक्रिया स्वतः नहीं होगी।
एस o ch.r., 298 = 2S o 298 (सी 2 एच 4 (जी)) + एस ओ 298 (एच 2 (जी)) - एस लगभग 298 (सी 4 एच 10 (जी) ) \u003d 2 × 219, 45 + 130.52 - 310.12 = +259.30 जम्मू/कश्मीर।
क्योंकि o x.r.,298 > 0, फिर एक तापमान पर T> H o /S ओ मूल्य जी o ch.r., 298 ऋणात्मक हो जाता है और प्रक्रिया स्वतः ही आगे बढ़ सकती है।
G के बारे में f,298 . के संदर्भ डेटा का उपयोग करना और S लगभग 298 , H . ज्ञात कीजिए ओ 298 प्रतिक्रिया एन 2 ओ (डी) + 3H 2(जी) = एन 2 एच 4(डी) + एच 2 ओ (तथा) ।समाधान। मानक गिब्स ऊर्जा और प्रारंभिक सामग्री और प्रतिक्रिया उत्पादों के एन्ट्रॉपी के मूल्य नीचे दिए गए हैं:
जी ओ ch.r., 298 = जी ओ एफ, 298 (एन 2 एच 4 (जी)) + जी ओ एफ, 298 (एच 2 ओ (एल)) - जी ओ एफ, 298 (एन 2 ओ (जी)) - 3 जी एफ, 298 (एच 2 .) के बारे में (डी)) = 159.10 + (-237.23) - 104.12 – 0 = -182.25 केजे।
एस ओ ch.r., 298 = S ओ 298 (एन 2 एच 4 (जी)) + एस ओ 298 (एच 2 ओ (जी)) - एस ओ 298 (एन 2 ओ (जी)) - 3 एस ओ 298 (एच 2 (डी)) = 238.50 + 69.95 - 219.83 -3 × 130.52 = -302.94 जम्मू/कश्मीर।
जी लगभग 298 = एच ओ 298 - टी एस लगभग 298 . इस समीकरण में एच ओ 298 और टी एस ओ 298 के मूल्यों को प्रतिस्थापित करते हुए, हम प्राप्त करते हैं:
एच ओ 298 \u003d -182.25 × 10 3 + 298 (-302.94) = -272526.12 जे = - 272.53 केजे।
इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि चूंकि S लगभग 298 J / (mol × K) में व्यक्त किया गया, फिर गणना करते समयजी 0 298 J या मान में भी व्यक्त किया जाना चाहिएएस 0 298 kJ/(mol .) में मौजूदक)।
स्वतंत्र समाधान के लिए कार्य
11.1.एस ऑफ एफ,298 NaHCO 3 (के)।
11.2.एक ऐसी प्रक्रिया चुनें जिसका गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन NO 2 गठन (g) की मानक गिब्स ऊर्जा के अनुरूप हो।:
ए) नहीं ( डी) + 1/2O 2 (जी) = नहीं 2 (डी);डी
वी > 0 (डीएन आर = 7),11.4. संदर्भ डेटा का उपयोग करते हुए, 298.15 K पर होने वाली प्रतिक्रिया की मौलिक संभावना निर्धारित करें:
एनआईओ (के) + सी (ग्रेफाइट) = नी (के) + सीओ (जी) ।
यदि अभिक्रिया 298.15 K पर अनायास आगे नहीं बढ़ती है, तो उच्च तापमान पर इसके होने की संभावना का मूल्यांकन करें।
11.5.गठन डी की मानक गिब्स ऊर्जा की गणना करेंजी ओ एफ, 298 सी 2 एच 5 ओएच (जी) डी एच के मूल्यों पर एफ, 298 और एस के बारे में 298 के बारे में संदर्भ डेटा का उपयोग करना।
11.6.संदर्भ डेटा का उपयोग करके, शिक्षा की मानक एन्ट्रापी निर्धारित करेंइस प्रकार, दो प्रक्रियाएँ स्वतःस्फूर्त रूप से होती हैं।
चूंकि D G . का मान ओ 1 और नकारात्मक,
तो मैग्नीशियम की कमी की प्रक्रिया 298 K पर अधिक कुशलता से आगे बढ़ेगी।
11.8.S o . के मानों पर संदर्भ डेटा का उपयोग करना 298, प्रक्रिया के 298 K पर एक पृथक प्रणाली में सहज प्रवाह की संभावना निर्धारित करें:
केसीएलओ 3 (सी) \u003d केसीएल (सी) + 3/2 ओ 2 (सी)।
11.9.संदर्भ डेटा का उपयोग करते हुए, 298 K पर प्रक्रिया में एन्ट्रापी परिवर्तन की गणना करें: 11.10.संदर्भ डेटा के आधार पर, हाइड्रोजन के साथ WO 3 (k) की कमी के तापमान का अनुमान लगाएं: © रूसी रासायनिक तकनीकी विश्वविद्यालय के प्राकृतिक विज्ञान संकाय के नाम पर। डि मेंडेलीव। 2013
एच 2 (जी) + 1/2 ओ 2 (जी) \u003d एच 2 ओ (जी)।
डब्ल्यूओ 3 (सी) + 3 एच 2 (जी) \u003d डब्ल्यू (सी) + 3 एच 2 ओ (जी)।
गणना जी रासायनिक प्रक्रियाओं के लिए दो तरह से किया जा सकता है। पर पहला रास्ता संबंध (4.3) का उपयोग किया जाता है
एक उदाहरण के रूप में, . की गणना पर विचार करें G0 प्रतिक्रिया के लिए
"°" प्रतीक, पहले की तरह, प्रतिक्रिया में सभी प्रतिभागियों की मानक स्थिति को इंगित करता है।
यह ज्ञात है कि जल निर्माण की मानक एन्थैल्पी बराबर होती है
प्रतिक्रिया में प्रतिभागियों के मानक एन्ट्रॉपी के सारणीबद्ध मूल्यों का उपयोग करना, एन्ट्रापी इकाइयों में व्यक्त किया गया, ई.यू. (जे / मोल के): \u003d 126 ई.यू.;
गणना करना एएस 0, समीकरण (3.6) का उपयोग करना:
इस प्रकार, हम पाते हैं कि
परिणामी ऋणात्मक मान इंगित करता है कि मानक परिस्थितियों में यह प्रतिक्रिया बाएं से दाएं आगे बढ़नी चाहिए।
में दूसरी विधि गणना जी रासायनिक प्रतिक्रियाएं इस तथ्य का उपयोग करती हैं कि इस मूल्य की गणना ज्ञात मूल्यों से की जा सकती है जी अन्य प्रतिक्रियाएं, जिनमें से समीकरणों का संयोजन हमें ब्याज की प्रतिक्रिया समीकरण देता है (प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभावों की गणना के समान)। ऐसा करने में, हम इस फ़ंक्शन के गुणों से एक राज्य फ़ंक्शन के रूप में आगे बढ़ते हैं: हम Δ . पर विचार करते हैं जी प्रक्रिया पथ से स्वतंत्र।
इन उद्देश्यों के लिए उपयोग करने के लिए सबसे सुविधाजनक एजी गठन प्रतिक्रियाएं (Δजी ओ 6 पी)। जब हमने हेस के नियम के पहले परिणाम का अध्ययन किया तो हम गठन की प्रतिक्रियाओं से परिचित हो गए। हम आपको याद दिलाते हैं कि गठन प्रतिक्रियाएं ऊष्मप्रवैगिकी में, ऐसी प्रतिक्रियाओं पर विचार किया जाता है जिसमें किसी दिए गए तापमान पर मानक अवस्था में पदार्थ का 1 मोल बनता है सरल पदार्थ एक ही तापमान पर उनकी मानक अवस्था में लिया जाता है। गठन प्रतिक्रियाएं अक्सर काल्पनिक होती हैं, अर्थात। वास्तव में नहीं जा रहा है, लेकिन केवल उपरोक्त परिभाषा के अनुरूप है। थर्मोडायनामिक टेबल मानक परिस्थितियों में गठन प्रतिक्रियाओं के लिए गिब्स ऊर्जा परिवर्तन दिखाते हैं ( Δ जी^)- स्पष्ट है कि जी° 6p सरल पदार्थ शून्य के बराबर है।
G p का उपयोग करके, कोई गिब्स ऊर्जा में मानक परिवर्तन की गणना कर सकता है ( Δ G0) कोई रासायनिक प्रतिक्रिया. यह मान स्टोइकोमेट्रिक गुणांक को ध्यान में रखते हुए प्रतिक्रिया उत्पादों और प्रारंभिक पदार्थों के गठन की प्रतिक्रियाओं के लिए मानक गिब्स ऊर्जा के बीच अंतर के बराबर है:
(4.4)
एक उदाहरण के रूप में, आइए एक महत्वपूर्ण जैव रासायनिक प्रक्रिया की गणना (Δ G°) करें - ग्लूकोज ऑक्सीकरण की प्रतिक्रिया:
जैविक प्रणालियों में, यह एक बड़ी संख्या कीऊर्जा तुरंत नहीं निकलती है, लेकिन रासायनिक परिवर्तनों की एक जटिल श्रृंखला में छोटे हिस्से में।
मानक से अलग तापमान पर प्रतिक्रियाओं की गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन की गणना करने के लिए ( Δ जी टी), तापमान सीमा में प्रतिक्रिया प्रतिभागियों की गर्मी क्षमता 298 K से तक जानना आवश्यक है टी। परिकलित अनुपात निम्नानुसार प्राप्त किए जाते हैं:
चूँकि, समीकरणों (2.18a) और (3.7) के अनुसार
इसी प्रकार, निर्भरता के लिए व्यंजक प्राप्त किया जा सकता है एफ तापमान पर:
(4.6)
कार्यों के व्यावहारिक उपयोग के लिए एफ और जी निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर जानना उपयोगी है।
1. . के बीच अंतर क्या हैं एफ और जी रासायनिक प्रतिक्रियाएं टी = स्थिरांक?
. की परिभाषाओं से एफ और जी उसका अनुसरण करता है
प्रतिक्रियाओं में संघनित मीडिया (ठोस और तरल) आम तौर पर मात्रा में परिवर्तन की उपेक्षा की जा सकती है ( Δ वी = 0)। फिर
यदि प्रतिक्रियाएं शामिल हैं गैसों
और आप उन्हें गिन सकते हैं आदर्श
, फिर 
. पर वी = 0 वे। जब प्रतिक्रिया मोल्स की संख्या को बदले बिना आगे बढ़ती है,
2. सहज प्रक्रियाओं की संभावना के लिए थर्मोडायनामिक मानदंड के मूल्यों को प्राप्त करके क्या निष्कर्ष निकाला जा सकता है?
यदि ऊष्मप्रवैगिकी एक सहज प्रक्रिया की संभावना के प्रश्न का नकारात्मक उत्तर देती है (Δ .) एफ > 0 या जी > 0), जिसका अर्थ है कि बाहरी ऊर्जा आपूर्ति के बिना प्रक्रिया असंभव है। प्रक्रिया अनायास ही विपरीत दिशा में आगे बढ़ सकती है।
यदि ऊष्मप्रवैगिकी सकारात्मक उत्तर देती है ( Δ एफ< 0 या जी< 0), यह केवल प्रक्रिया की संभावना को इंगित करता है। लेकिन अक्सर वास्तविक परिस्थितियों में ऐसी प्रक्रिया नहीं होती है। उदाहरण के लिए, सीओ 2 . के गठन की प्रतिक्रिया के लिए जी 0 \u003d -395.9 केजे / मोल। लेकिन 298 K और . पर ऑक्सीजन के साथ ग्रेफाइट आर = 1 एटीएम प्रतिक्रिया नहीं करता है। प्रक्रिया को आगे बढ़ाने के लिए, गति (फ्यूज, उत्प्रेरक, आदि) बढ़ाने के लिए स्थितियां बनाना आवश्यक है।
3. क्या प्रक्रिया जारी रह सकती है यदि एफ > 0 या जी > 0?
हो सकता है, लेकिन अनायास नहीं। इसे करने में ऊर्जा लगती है। एक उदाहरण प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया है जो पौधों में किसके प्रभाव में होती है? सौर ऊर्जा. एक अन्य उदाहरण Δ . द्वारा विशेषता प्रतिक्रियाओं का कोर्स है जी > 0 जब प्रतिक्रियाओं के साथ जोड़ा जाता है जिसके लिए A जी < 0. При этом сумма величин Δजी युग्मित प्रतिक्रियाओं सहित प्रक्रिया के सभी चरणों के लिए, नकारात्मक है। उदाहरण के लिए, ग्लूकोज और फ्रुक्टोज से सुक्रोज को संश्लेषित करने के लिए:
Δ G0 \u003d 21 kJ / mol और, इसलिए, प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया अनायास आगे नहीं बढ़ सकती है। हालांकि, यह ज्ञात है कि यह प्रक्रिया जीवों में होती है। इस मामले में संयुग्म प्रतिक्रिया एडीपी और फॉस्फोरिक एसिड (पी) के गठन के साथ एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) का हाइड्रोलिसिस है:
एक मध्यवर्ती के रूप में ग्लूकोज-1-फॉस्फेट के गठन द्वारा संयुग्मन किया जाता है। प्रतिक्रिया दो चरणों में आगे बढ़ती है:
पहला चरण: एटीपी + ग्लूकोज -> ग्लूकोज-1-फॉस्फेट + एडीपी;
जी 0 \u003d -29.4 केजे / मोल।
दूसरा चरण: ग्लूकोज-1-फॉस्फेट + फ्रुक्टोज -> सुक्रोज + एफ; एजी 0 = 0।
चूंकि ΔG एक योगात्मक मात्रा है, इसलिए समग्र प्रक्रिया को दो चरणों के योग के रूप में लिखा जा सकता है:
एटीपी + ग्लूकोज + फ्रुक्टोज = सुक्रोज + एडीपी + एफ; ΔG0 =
29.4 kJ/mol.
ऐसा संयुग्मन कई जैविक प्रतिक्रियाओं के लिए विशिष्ट है।
जीवित जीवों में, ग्लूकोज ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा को विभिन्न जीवन प्रक्रियाओं में तुरंत उपभोग नहीं किया जाता है, लेकिन भविष्य में उपयोग के लिए विभिन्न ऊर्जा-समृद्ध यौगिकों, जैसे फॉस्फोरिक एसिड एस्टर (एटीपी, एलडीपी, क्रिएटिन और आर्जिनिन फॉस्फेट, आदि) में संग्रहीत किया जाता है। .
4. किन मामलों में एक (या यू)
सामान्य स्थिति में, सहजता की कसौटी मान . है जी (या एफ) प्रक्रिया।
चूंकि जी = Δ एच - TΔS (या एफ = ∆यू - टी∆एस), तो फिर एस = 0 (आइसोएंट्रोनिक स्थितियों के तहत) जी = Δ एच (या F= यू)। इस मामले में एच (या यू) प्रक्रिया की सहजता के लिए एक मानदंड है। इस मामले में, एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाएं स्वचालित रूप से आगे बढ़ती हैं। ( Δ एच< 0, यू < 0).
5. कब एस प्रक्रिया की सहजता के लिए एक मानदंड है?
तर्क धारा 4 में दिए गए तर्क के समान है।
चूंकि जी = Δ एच - TΔS (या ΔF = U - TΔS), फिर प्रतिक्रियाओं के ऊष्मीय प्रभावों की अनुपस्थिति में (एएच = 0, Δ यू = 0) Δ जी = -TΔS (या एफ = -टीΔएस)। इस मामले में एस प्रक्रिया की सहजता के लिए एक मानदंड है। इसी समय, एन्ट्रापी में वृद्धि के साथ प्रक्रियाएं अनायास होती हैं (∆S > 0), यानी। पदार्थों के अपघटन, उनके विनाश, पृथक्करण से जुड़ी प्रक्रियाएं।
6. एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की सहज घटना के लिए क्या स्थितियां हैं ( Δ एच < 0, Δयू < 0)?
निश्चितता के लिए, हम एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए आइसोबैरिक स्थितियों का चयन करते हैं: एच< जी = एएच - टीΔएस.
गौर कीजिए कि का चिन्ह कैसे बदलता है जी मूल्य बदलते समय एस:
इस प्रकार, एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं को थर्मोडायनामिक रूप से केवल एन्ट्रापी में उल्लेखनीय कमी के साथ मना किया जाता है, उदाहरण के लिए, संरचना की कुछ प्रक्रियाओं में, अतिरिक्त बांडों का निर्माण, आदि।
इन चर्चाओं से एक और महत्वपूर्ण निष्कर्ष यह है: पृथक प्रणालियों में, एन्ट्रापी में कमी वाली प्रक्रियाएं अनायास हो सकती हैं , यदि वे एक महत्वपूर्ण थर्मल प्रभाव के साथ हैं। सिस्टम की सहज जटिलता की संभावना को समझने के लिए यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, जीवित जीवों के विकास की प्रक्रिया में। इस मामले में, फॉस्फोरिक एसिड (एटीपी, एडीपी, क्रिएटिन और आर्जिनिन फॉस्फेट, आदि) के समान ऊर्जा-समृद्ध एस्टर ऊर्जा स्रोत हो सकते हैं। इसके अलावा, वास्तविक प्रणालियों पर विचार करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि वे व्यावहारिक रूप से कभी अलग नहीं होते हैं और बाहर से ऊर्जा की आपूर्ति करना संभव है।
7. एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं की सहज घटना के लिए क्या स्थितियां हैं ( Δ एच > 0)?
निश्चितता के लिए, हम एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं की घटना के लिए आइसोबैरिक स्थितियों का चयन करते हैं: ΔH> 0. इस मामले में, एक सहज प्रतिक्रिया कार्यवाही की संभावना संकेत द्वारा निर्धारित की जाती है जी = Δ एच - टीΔएस.
पिछले मामले की तरह, विचार करें कि Δ का चिन्ह कैसे बदलता है जी मूल्य बदलते समय एस:
इस प्रकार, एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं अनायास ही प्रतिक्रिया में एन्ट्रापी में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ आगे बढ़ती हैं, उदाहरण के लिए, अपघटन, विनाश और पृथक्करण की प्रक्रियाओं में।
यू पर बढ़ता है सी वी > 0 और . पर गिरता है सीवी< 0. . के लिए सु = 0 मान यू तापमान पर निर्भर नहीं करता है;
बी) निर्भरता एच से तापमान किरचॉफ समीकरण (2.20a) द्वारा व्यक्त किया जाता है:
बढ़ते तापमान के साथ, मान Δ एच पर बढ़ता है पी> . के साथ 0 और . पर हिट पी के साथ < 0. При Δपी = के साथ 0 मान एच तापमान पर निर्भर नहीं करता है;
ग) निर्भरता एस तापमान पर समीकरण (3.8a) द्वारा व्यक्त किया जाता है:
बढ़ते तापमान के साथ एस पर बढ़ता है पी> . के साथ 0 और с / पर गिरता है;< 0. При Δपी के साथ =0 S का मान तापमान पर निर्भर नहीं करता है;
डी) तापमान पर ΔF की निर्भरता समीकरण (4.6) द्वारा व्यक्त की जाती है
पहले दो शब्दों की तुलना में उनके महत्वहीन मूल्य के कारण अंतिम दो शब्दों की उपेक्षा करना अक्सर संभव होता है:
लगभग, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बढ़ते तापमान के साथ, F Δ . पर बढ़ता है एस < 0 и надает при Δएस> 0. . के लिए एस = 0 मान एफ नहीं तापमान पर निर्भर;
ई) निर्भरता जी तापमान पर समीकरण (4.5a) द्वारा व्यक्त किया जाता है:
पहले दो पदों की तुलना में उनके छोटे मूल्य के कारण अंतिम दो शब्दों की उपेक्षा करना अक्सर संभव होता है:
लगभग, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि बढ़ते तापमान के साथ जी पर बढ़ता है एस < 0 и падает при Δएस> 0. . के लिए एस = 0 मान जी तापमान पर निर्भर नहीं करता है।
इस खंड की समस्याओं को हल करते समय, तालिका देखें। 5-7.
जिस दिशा में प्रतिक्रियाएं अनायास आगे बढ़ सकती हैं, वह दो प्रवृत्तियों की संयुक्त क्रिया से निर्धारित होती है:
सबसे कम ऊर्जा वाले राज्य में संक्रमण की प्रणाली की इच्छा;
सबसे संभावित राज्य के लिए प्रयास कर रहा है।
पहली प्रवृत्ति को H के मान की विशेषता है, अर्थात। प्रतिक्रियाएं अनायास होती हैं, साथ में थैलेपी में कमी (∆Н .)< 0). Действительно, все экзотермические реакции протекают самопроизвольно.
हालांकि, पर्याप्त रूप से बड़ी संख्या में सहज एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं ज्ञात हैं, जिनमें से पाठ्यक्रम ऊर्जा सिद्धांत का खंडन करता है, और केवल सिस्टम की सबसे संभावित स्थिति की प्रवृत्ति के कारण हो सकता है। ऊष्मप्रवैगिकी में, यह साबित हो गया है कि कणों (अणुओं, आयनों, परमाणुओं) की अराजक गति से जुड़ी सबसे अधिक संभावना सबसे अधिक अव्यवस्थित अवस्था है। सिस्टम की सबसे संभावित (अव्यवस्थित) स्थिति का माप थर्मोडायनामिक स्टेट फ़ंक्शन है एन्ट्रापी एस.पृथक प्रणालियों में, एन्ट्रापी बढ़ने की दिशा में प्रक्रियाएं अनायास आगे बढ़ती हैं।
इस प्रकार, एक ओर, तंत्र एन्थैल्पी को कम करने की प्रवृत्ति रखता है, अर्थात्। ऑर्डर करने के लिए, दूसरी ओर, प्रणाली एंट्रोपी को बढ़ा देती है, अव्यवस्था की ओर ले जाती है।
किसी पदार्थ के क्रिस्टलीय अवस्था से तरल अवस्था में और तरल से गैसीय अवस्था में संक्रमण के साथ एन्ट्रापी बढ़ जाती है; पदार्थों को भंग करते समय; रासायनिक प्रतिक्रियाओं में कणों की संख्या में वृद्धि, विशेष रूप से गैसीय अवस्था में। चूँकि एन्ट्रापी एक अवस्था फलन है, इसका परिवर्तन (S) केवल प्रारंभिक (S 1) और अंतिम (S 2) अवस्थाओं पर निर्भर करता है और प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं करता है:
यदि S 2 >S 1, तो S > 0. यदि S 2
एक रासायनिक प्रतिक्रिया के लिए: S р = S 0 उत्पाद - S 0 रेफरी।
एन्ट्रापी को J / (mol। K) में व्यक्त किया जाता है।
यह स्पष्ट है कि, प्रक्रिया की दो विपरीत प्रवृत्तियों की विशेषता, एन्थैल्पी या एन्ट्रापी, अलग से ली गई, इसके सहज प्रवाह के लिए एक मानदंड के रूप में काम नहीं कर सकती है। राज्य का कार्य जो दोनों प्रवृत्तियों को ध्यान में रखता है वह है गिब्स ऊर्जा जी:
∆जी = ∆एच–टी∆एस(1)
या H = G + T ∆S। (2)
समीकरण (2) का तात्पर्य है कि रासायनिक अभिक्रिया की एन्थैल्पी में दो पद होते हैं। पहला - जी – ऊर्जा का वह भाग है जिसे कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। इसलिए, गिब्स ऊर्जा को कभी-कभी मुक्त ऊर्जा कहा जाता है।
दूसरा शब्द ऊर्जा का वह हिस्सा है जिसे कार्य में परिवर्तित नहीं किया जा सकता है। उत्पाद T ∆S को बिखरी हुई या बाध्य ऊर्जा कहा जाता है, यह ऊष्मा के रूप में पर्यावरण में विलीन हो जाती है।
निरंतर दबाव और तापमान पर गिब्स ऊर्जा एक रासायनिक प्रतिक्रिया सहित किसी भी प्रक्रिया की सहज घटना के लिए एक मानदंड के रूप में कार्य करती है। स्वतःस्फूर्त प्रक्रियाएं घटती क्षमता की दिशा में और विशेष रूप से G घटने की दिशा में जाती हैं। अगर जी< 0, процесс принципиально осуществим; если G >ओह, प्रक्रिया अनायास नहीं हो सकती। G जितना छोटा होता है, इस प्रक्रिया के आगे बढ़ने की इच्छा उतनी ही अधिक होती है और यह संतुलन की स्थिति से आगे बढ़ती है, जिस पर G = 0 और H = T S होता है।
एक रासायनिक प्रतिक्रिया मौलिक रूप से संभव है यदि गिब्स ऊर्जा कम हो जाती है∆जी<0 . अगर ∆G>0, प्रतिक्रिया आगे की दिशा में स्वचालित रूप से आगे नहीं बढ़ सकती है। यह असमानता रिवर्स रिएक्शन की सहज घटना की थर्मोडायनामिक संभावना की गवाही देती है।
यह संबंध (1) से देखा जा सकता है कि जिन प्रक्रियाओं के लिए H>0 (एंडोथर्मिक) भी स्वचालित रूप से हो सकते हैं। यह तब संभव है जब ∆S > 0 , लेकिन│∆ह │ <│ T∆S│, उदाहरण के लिए, उच्च तापमान पर, और फिर G< 0.
दूसरी ओर, ऊष्माक्षेपी अभिक्रियाएँ (H .)<0) самопроизвольно не протекают, если при S<0 │∆H│>│ टीएस │ , इसलिए G>0। एन्ट्रापी में कमी के साथ एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं सिद्धांत रूप में असंभव हैं। एन्ट्रापी में वृद्धि के साथ एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाओं की घटना किसी भी तापमान पर थर्मोडायनामिक रूप से संभव है।
गिब्स ऊर्जा राज्य का एक कार्य है, इसलिए मानक परिस्थितियों में रासायनिक प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन की गणना सूत्र द्वारा की जाती है
जी chr। = G-G 
, (3)
और किसी भी अन्य तापमान पर, समीकरण (1) के अनुसार।
उदाहरण 1. किस अवस्था में किसी पदार्थ के 1 मोल की एन्ट्रापी समान तापमान पर अधिक होती है: क्रिस्टलीय या वाष्पशील में?
समाधान।एंट्रोपी पदार्थ की स्थिति के विकार का एक उपाय है। एक क्रिस्टल में, कण (परमाणु, आयन) एक व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित होते हैं और केवल अंतरिक्ष में कुछ बिंदुओं पर ही स्थित हो सकते हैं, जबकि गैस के लिए ऐसा कोई प्रतिबंध नहीं है। 1 mol गैस का आयतन 1 mol क्रिस्टलीय पदार्थ के आयतन से बहुत अधिक होता है; गैस के अणुओं की अराजक गति की संभावना अधिक होती है। और चूंकि एन्ट्रापी को किसी पदार्थ की परमाणु-आणविक संरचना की यादृच्छिकता की मात्रात्मक माप के रूप में माना जा सकता है, किसी पदार्थ के वाष्प के 1 मोल की एन्ट्रापी उसी तापमान पर उसके क्रिस्टल के 1 मोल की एन्ट्रापी से अधिक होती है।
उदाहरण 2. फॉरवर्ड या रिवर्स रिएक्शन सिस्टम में मानक स्थितियों के तहत आगे बढ़ेगा
सीएच 4 (जी) + सीओ 2 2CO (जी) + 2 एच 2 (आर)
समाधान।गणना G 
प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया। जी मान 
संबंधित पदार्थ तालिका में दिए गए हैं। 6. यह जानते हुए कि G एक अवस्था फलन है और साधारण पदार्थों के लिए G जो मानक परिस्थितियों में स्थिर अवस्था में हैं, शून्य के बराबर हैं, हम पाते हैं G 
प्रक्रिया:
जी 
= 2(-137,27)
+ 2(0) - (-50,79 - 394,38) =
+
170.63 केजे।
वह जी 
> 0, T . पर सीधी प्रतिक्रिया के सहज प्रवाह की असंभवता को इंगित करता है
=
298 के और पी = 1.013∙10 5 पा।
तालिका 6. गठन की मानक गिब्स ऊर्जा
जी
कुछ पदार्थ
|
पदार्थ |
राज्य |
जी |
पदार्थ |
राज्य |
जी |
तालिका 7. कुछ पदार्थों की मानक निरपेक्ष एन्ट्रापी S 0 298
|
पदार्थ |
राज्य |
एस |
पदार्थ |
राज्य |
एस |
उदाहरण जेड.गठन के मानक ताप (तालिका 5) और पदार्थों के पूर्ण मानक एन्ट्रॉपी (तालिका 7) के आधार पर, G की गणना करें 
समीकरण के अनुसार प्रतिक्रिया कार्यवाही
सीओ (जी) + एच 2 ओ (एल) \u003d सीओजेड (जी) + एच 2 (जी)।
समाधान।जी° = H° - TS°; H और S राज्य फलन हैं, इसलिए
एच0 ठंडा = H 0 उत्पाद। - H 0 रेफरी। ;
एस 0 एक्स। आर। = S 0 उत्पाद। - S 0 रेफरी। .
एच 0 एक्स। आर।= (-393.51 + 0) - (-110.52 - 285.84) = +2.85 केजे;
एस 0 एक्स। आर।\u003d (213.65 + 130.59) - (197.91 + 69.94) \u003d + 76.39 \u003d 0.07639 kJ / (mol K);
G0\u003d +2.85 - 298 - 0.07639 \u003d -19.91 kJ।
उदाहरण 4. हाइड्रोजन के साथ Fe 2 O 3 की कमी प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार आगे बढ़ती है
Fe 2 O 3 (c) + ZN 2 (g) \u003d 2Fe (k) + ZN 2 O (g); H= +96.61 kJ।
क्या यह प्रतिक्रिया मानक परिस्थितियों में संभव है यदि एन्ट्रापी में परिवर्तन एस = 0.1387 केजे / (मोल। के)? Fe 2 Oz की कमी किस तापमान पर शुरू होगी?
समाधान।हम गणना करते हैं जी° प्रतिक्रियाएं:
G \u003d H-TS \u003d 96.61 - 298। 0.1387 = +55.28 केजे।
चूंकि G> 0, मानक परिस्थितियों में प्रतिक्रिया असंभव है; इसके विपरीत, इन परिस्थितियों में, लोहे के ऑक्सीकरण (जंग) की विपरीत प्रतिक्रिया होती है। वह तापमान ज्ञात कीजिए जिस पर G = 0:
एच = टीएस; टी = 
प्रति।
इसलिए, T = 696.5 K (423.5 0 C) के तापमान पर, Fe 2 O 3 कमी प्रतिक्रिया शुरू हो जाएगी। इस तापमान को कभी-कभी प्रतिक्रिया के प्रारंभिक तापमान के रूप में जाना जाता है।
उदाहरण 5. गणना H 0 , S 0 , G 0 , - समीकरण के अनुसार आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रिया
Fe 2 ऑउंस (k) + Z C \u003d 2 Fe + Z CO।
क्या Fe 2 Oz को कार्बन के साथ 500 और 1000 K पर कम करना संभव है?
समाधान।एच0 ठंडा और S 0 x.r. हम संबंधों (1) और (2) से पाते हैं:
एच 0 एक्स.आर.= - [-822.10 + 30] = -331.56 + 822.10 = +490.54 केजे;
एस 0 एक्स.आर.= (2 27.2 +3 ∙ 197.91) - (89.96 + 3 ∙ 5.69) = 541.1 जे / (मोल∙के)।
संबंधित तापमान पर गिब्स ऊर्जा संबंध से पाई जाती है
जी 500 = 490.54 - 500 
= +219.99 केजे;
जी 1000 =
490,54 –1000
= -50.56 केजे।
चूंकि G 500 > 0 और G 1000< 0, то восстановление Fе 2 Оз возможно при 1000 К и невозможно при 500 К.
सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएं आमतौर पर एन्ट्रापी और थैलेपी दोनों में परिवर्तन के साथ होती हैं। निकाय की एन्थैल्पी और एन्ट्रापी के बीच संबंध थर्मोडायनामिक अवस्था फलन द्वारा स्थापित किया जाता है, जिसे कहते हैं गिब्स मुक्त ऊर्जा या आइसोबैरिक-आइसोथर्मल क्षमता (जी)।यह समदाब रेखीय-समतापीय स्थितियों (p = const और T = const) में स्वतःस्फूर्त प्रक्रियाओं की दिशा और सीमा की विशेषता है। गिब्स मुक्त ऊर्जा तंत्र के एन्थैल्पी और एन्ट्रापी से संबंध द्वारा संबंधित है
जी = एच-टीएस। (9)
निरपेक्ष मान को मापना असंभव है, इसलिए किसी विशेष प्रक्रिया के दौरान फ़ंक्शन के परिवर्तन का उपयोग किया जाता है:
डीजी = डीएच-टीडीएस। (दस)
गिब्स मुक्त ऊर्जा को kJ/mol और kJ में मापा जाता है। गिब्स मुक्त ऊर्जा का भौतिक अर्थ:एक प्रणाली की मुक्त ऊर्जा जिसे कार्य में परिवर्तित किया जा सकता है। सरल पदार्थों के लिए, गिब्स मुक्त ऊर्जा को शून्य माना जाता है।
गिब्स मुक्त ऊर्जा DG में परिवर्तन का संकेत और = const पर इसका मान प्रणाली के थर्मोडायनामिक स्थिरता को निर्धारित करता है:
· यदि किसी रासायनिक प्रक्रिया में गिब्स मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है, अर्थात। डीजी< 0, процесс может протекать самопроизвольно, или говорят: процесс термодинамически возможен;
यदि प्रतिक्रिया उत्पादों में प्रारंभिक सामग्री की तुलना में अधिक थर्मोडायनामिक क्षमता होती है, अर्थात। डीजी >
· यदि डीजी = 0 है, तो प्रतिक्रिया आगे और पीछे दोनों दिशाओं में आगे बढ़ सकती है, अर्थात। प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है।
फलस्वरूप, P=const पर स्वतःस्फूर्त प्रक्रियाएं गिब्स मुक्त ऊर्जा में कमी के साथ चलती हैं।यह निष्कर्ष पृथक और खुली दोनों प्रणालियों के लिए मान्य है।
सरल पदार्थों से 1 mol पदार्थ के निर्माण के दौरान सिस्टम की गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन जो कि दी गई शर्तों के तहत स्थिर होते हैं, पदार्थ DG arr के गठन की गिब्स ऊर्जा कहलाती है। , kJ/mol में मापा जाता है।
यदि पदार्थ मानक परिस्थितियों में है, तो गठन की गिब्स ऊर्जा को पदार्थ के गठन की मानक गिब्स ऊर्जा (DG 0 नमूना 298) कहा जाता है। मानक परिस्थितियों में स्थिर एक साधारण पदार्थ के निर्माण की मानक गिब्स ऊर्जा शून्य के बराबर होती है। DG0 नमूना 298 पदार्थों के मान संदर्भ पुस्तकों में दिए गए हैं।
गिब्स ऊर्जा परिवर्तन,थैलेपी और एन्ट्रापी में परिवर्तन की तरह, प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं है,इसलिए, एक रासायनिक प्रतिक्रिया डीजी की गिब्स ऊर्जा में परिवर्तन प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन की गिब्स ऊर्जा के योग और प्रारंभिक पदार्थों के गठन की गिब्स ऊर्जा के योग के बीच के अंतर के बराबर है, ध्यान में रखते हुए स्टोइकोमेट्रिक गुणांक:
डीजी 0 298 = एस (एन आई। डीजी आई 0 298) पूर्व - एस (एन आई। डी जी आई 0 298) रेफरी। . (ग्यारह)
हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा
आइसोकोरिक प्रक्रियाओं की दिशा (वी = कॉन्स और टी = कॉन्स्ट) हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन से निर्धारित होती है, जिसे आइसोकोरिक-आइसोथर्मल क्षमता (एफ) भी कहा जाता है:
डीएफ = डीयू - टीडीएस।
हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा DF में परिवर्तन का संकेत और V = const पर इसका मान सिस्टम के थर्मोडायनामिक स्थिरता को निर्धारित करता है:
· यदि रासायनिक प्रक्रिया में हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा कम हो जाती है, अर्थात। डी एफ< 0, процесс может протекать самопроизвольно, или говорят: процесс термодинамически возможен;
यदि प्रतिक्रिया उत्पादों में प्रारंभिक सामग्री की तुलना में अधिक थर्मोडायनामिक क्षमता होती है, अर्थात। डी एफ> 0, प्रक्रिया अनायास आगे नहीं बढ़ सकती है, या वे कहते हैं: प्रक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से असंभव है;
यदि D F = 0 है, तो अभिक्रिया आगे और पीछे दोनों दिशाओं में आगे बढ़ सकती है, अर्थात्। प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है।
नतीजतन, V=const पर स्वतःस्फूर्त प्रक्रियाएं हेल्महोल्ट्ज़ मुक्त ऊर्जा में कमी के साथ आगे बढ़ती हैं। यह निष्कर्ष पृथक और खुली दोनों प्रणालियों के लिए मान्य है।
रासायनिक गतिकी
रासायनिक गतिकी की मूल अवधारणाएँ
रासायनिक कैनेटीक्स रसायन विज्ञान की एक शाखा है जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर और तंत्र का अध्ययन करती है।
सजातीय और विषम रासायनिक प्रतिक्रियाएं हैं:
सजातीय प्रतिक्रियाएं एक सजातीय माध्यम में पूरे सिस्टम की मात्रा में होती हैं (ये गैस चरण में समाधान में प्रतिक्रियाएं हैं);
विषम प्रतिक्रियाएं एक अमानवीय माध्यम में चरण सीमा (ठोस या तरल पदार्थ का दहन) पर आगे बढ़ती हैं।
रासायनिक गतिकी की मूल अवधारणा रासायनिक प्रतिक्रिया की दर की अवधारणा है। एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रति इकाई समय की प्रति इकाई मात्रा (यदि प्रतिक्रिया सजातीय है) या चरण इंटरफ़ेस की प्रति इकाई समय की प्रति इकाई बातचीत के प्राथमिक कृत्यों की संख्या के रूप में समझा जाता है (यदि प्रतिक्रिया विषम है)।
प्रतिक्रिया दर प्रति यूनिट समय प्रतिक्रिया के किसी भी प्रारंभिक पदार्थ या अंतिम उत्पादों की एकाग्रता में परिवर्तन की विशेषता है और व्यक्त की जाती है: सजातीय प्रतिक्रियाओं के लिए - mol / l s (mol / m 3 s, आदि), विषम के लिए - मोल / सेमी 2 s (mol/m 2 s)।
 |
वी सीएफ \u003d ± (सी 2 - सी 1) / (टी 2 - टी 1) \u003d ± डीसी / डीटी। (एक)
औसत गति एक मोटा सन्निकटन है, क्योंकि समय अंतराल t 1 t 2 में यह स्थिर नहीं रहता है। समय t (V) पर सही या तात्कालिक गति को निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:
वी \u003d लिम (± डीसी / डी टी) \u003d ± डीС / डीटी \u003d ± "टी \u003d टीजी ए, (2)
वे। एक रासायनिक प्रतिक्रिया की तात्कालिक दर समय के संबंध में पदार्थों में से किसी एक की एकाग्रता के पहले व्युत्पन्न के बराबर होती है और इसे वक्र सी ए \u003d एफ (टी) से संबंधित बिंदु पर स्पर्शरेखा के ढलान के टीजी के रूप में परिभाषित किया जाता है। एक निश्चित समय के लिए t: dС / dt \u003d tga।
रासायनिक अभिक्रिया की दर निर्भर करती है कई कारक:
अभिकारकों की प्रकृति;
उनकी सांद्रता;
प्रक्रिया तापमान;
उत्प्रेरक की उपस्थिति।
आइए हम रासायनिक प्रतिक्रिया की दर पर इनमें से प्रत्येक कारक के प्रभाव पर अधिक विस्तार से विचार करें।
परिचय 2
गिब्स एनर्जी 3
निष्कर्ष 14
संदर्भ 15
परिचय
अपने सार में, मैं गिब्स ऊर्जा के बारे में बात करूंगा।
गिब्स जोशिया विलार्ड (1839-1903), अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, थर्मोडायनामिक्स और सांख्यिकीय यांत्रिकी के संस्थापकों में से एक। उन्होंने थर्मोडायनामिक क्षमता के सिद्धांत को विकसित किया, विषम प्रणालियों के लिए सामान्य संतुलन की स्थिति की खोज की - चरणों का नियम, गिब्स - हेल्महोल्ट्ज़, गिब्स - ड्यूहेम समीकरण, गिब्स सोखना समीकरण व्युत्पन्न। सांख्यिकीय भौतिकी के मूलभूत नियम - गिब्स वितरण की स्थापना की। उन्होंने तीन-घटक प्रणाली (गिब्स त्रिकोण) की स्थिति का एक ग्राफिक प्रतिनिधित्व प्रस्तावित किया। उन्होंने सतह की घटनाओं और विद्युत रासायनिक प्रक्रियाओं के ऊष्मप्रवैगिकी की नींव रखी। सोखना की अवधारणा का परिचय दिया।
गिब्स एनर्जी
अपने काम की शुरुआत में, मुझे लगता है कि गिब्स सिद्धांत की बुनियादी अवधारणाओं को प्रस्तुत करना आवश्यक है।
थर्मोडायनामिक्स में गिब्सा चरण नियम: किसी भी प्रणाली में संतुलन में सह-अस्तित्व वाले चरणों की संख्या इन चरणों को बनाने वाले घटकों की संख्या से अधिक नहीं हो सकती है, साथ ही, एक नियम के रूप में, 2. 1873-76 में जेडब्ल्यू गिब्स द्वारा स्थापित।
GIBBS एनर्जी (आइसोबैरिक-इज़ोटेर्मल पोटेंशिअल, फ्री एन्थैल्पी), थर्मोडायनामिक सिस्टम की संभावनाओं में से एक। लक्षित जी, थैलेपी के बीच के अंतर से निर्धारित होता है एचऔर एन्ट्रापी उत्पाद एसथर्मोडायनामिक तापमान के लिए टी: जी = एच - टी सो. बाहरी बलों के खर्च के बिना एक इज़ोटेर्मल संतुलन प्रक्रिया स्वचालित रूप से केवल गिब्स ऊर्जा को कम करने की दिशा में आगे बढ़ सकती है जब तक कि इसकी न्यूनतम तक नहीं पहुंच जाती है, जो सिस्टम के थर्मोडायनामिक संतुलन स्थिति से मेल खाती है। जे डब्ल्यू गिब्स के नाम पर।
थर्मोडायनामिक क्षमता, आयतन के कार्य, दबाव, तापमान, एन्ट्रापी, कणों की संख्या और अन्य स्वतंत्र मैक्रोस्कोपिक पैरामीटर जो थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति को दर्शाते हैं। थर्मोडायनामिक क्षमता में शामिल हैं आंतरिक ऊर्जा, एन्थैल्पी, आइसोकोरिक इज़ोटेर्मल पोटेंशिअल (हेल्महोल्ट्ज़ एनर्जी), आइसोबैरिक इज़ोटेर्मल पोटेंशिअल (गिब्स एनर्जी)। फ़ंक्शन के रूप में किसी भी थर्मोडायनामिक क्षमता को जानना पूरा समुच्चयपैरामीटर, आप सिस्टम की किसी भी मैक्रोस्कोपिक विशेषताओं की गणना कर सकते हैं और इसमें होने वाली प्रक्रियाओं की गणना कर सकते हैं।
GIBBS वितरण विहित है, एक स्थिर आयतन और कणों की एक स्थिर संख्या के साथ एक मैक्रोस्कोपिक प्रणाली के विभिन्न राज्यों का संभाव्यता वितरण, जो किसी दिए गए तापमान के वातावरण के साथ संतुलन में है; यदि प्रणाली पर्यावरण के साथ कणों का आदान-प्रदान कर सकती है, तो गिब्स वितरण को भव्य विहित वितरण कहा जाता है। एक पृथक प्रणाली के लिए, गिब्स माइक्रोकैनोनिकल वितरण मान्य है, जिसके अनुसार किसी दी गई ऊर्जा के साथ सिस्टम के सभी माइक्रोस्टेट समान रूप से संभावित हैं। इसका नाम जे. डब्ल्यू. गिब्स के नाम पर रखा गया, जिन्होंने इस वितरण की खोज की थी।
असंतृप्त यौगिकों में मूलकों के जुड़ने की प्रतिक्रियाएँ होती हैं: आधुनिक तकनीकपॉलिमर, कॉपोलिमर और ओलिगोमर्स का उत्पादन। ये प्रतिक्रियाएं हाइड्रोकार्बन के टूटने, ओलेफिन के हलोजन और असंतृप्त यौगिकों के ऑक्सीकरण के दौरान आगे बढ़ती हैं। वे विभिन्न यौगिकों और दवाओं के संश्लेषण में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। असंतृप्त और सुगंधित यौगिकों के लिए हाइड्रोजन परमाणुओं और हाइड्रॉक्सिल यौगिकों की अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं कार्बनिक पदार्थों और जैविक वस्तुओं के फोटोलिसिस और रेडियोलिसिस के साथ होती हैं।
डबल सी = सी बॉन्ड टूट जाता है और एक सी-एक्स बॉन्ड बनता है। एक नियम के रूप में, परिणामी
-बंधन फटे हुए -CC-बंध से अधिक मजबूत होता है, और इसलिए जोड़ प्रतिक्रिया एक्ज़ोथिर्मिक होती है। यह प्रतिक्रिया की थैलीपी की तुलना से स्पष्ट रूप से देखा जाता है एचऔर परिणामी बंधन की ताकत डी(एट-एक्स) तालिका में। एक।
प्रतिक्रिया की थैलीपी को प्रभावित करने वाला एक अन्य महत्वपूर्ण कारक परिणामी XCH 2 C H 2 Y रेडिकल की स्थिरीकरण ऊर्जा है: यह ऊर्जा जितनी अधिक होगी, ओलेफिन में X रेडिकल के जोड़ की गर्मी उतनी ही अधिक होगी। स्थिरीकरण ऊर्जा की विशेषता हो सकती है, उदाहरण के लिए, पीआर-एच और ईटीवाईएचसी-एच यौगिकों में सीएच बांड की ताकत में अंतर। नीचे सीएच 3 सीएच 2 सी एच की स्थिरीकरण ऊर्जा के योगदान को दर्शाने वाले डेटा हैं। इस प्रतिक्रिया की थैलीपी के लिए मोनोमर CH 2 \u003d CHY में मिथाइल रेडिकल को जोड़ने के परिणामस्वरूप 2 Y रेडिकल का गठन किया गया।
तालिका एक।
एन्थैल्पी, एन्ट्रापी और गिब्स ऊर्जा परमाणुओं और मूलकों के योग की X एथिलीन को।
|
एक्स |
एच, केजे मोल - 1 |
एस, जे मोल - 1 के - 1 |
जी(298K) केजे मोल - 1 |
|
एच |
|||
|
क्लोरीन |
|||
|
सी एच 3 |
|||
|
मैं 2 सी एच |
|||
|
पीएचसी एच 2 |
|||
|
एन एच 2 |
|||
|
हो |
|||
|
चौधरी 3 हे |
|||
|
हो 2 |
यह देखा जा सकता है कि रेडिकल की स्थिरीकरण ऊर्जा जितनी अधिक होगी, अभिक्रिया की एन्थैल्पी उतनी ही कम होगी।
सभी जोड़ प्रतिक्रियाएं एन्ट्रॉपी में कमी के साथ आगे बढ़ती हैं, क्योंकि दो कण एक में संयुक्त होते हैं (तालिका 8.1 देखें)। इस वजह से, अतिरिक्त प्रतिक्रियाओं के लिए, गिब्स ऊर्जा, और पर्याप्त उच्च तापमान पर, एक्ज़ोथिर्मिक जोड़ प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती होती है, क्योंकि जी= एचटी एस.
कोई भी प्रक्रिया (प्रतिक्रिया) दो कारकों से प्रभावित होती है:
एनाटलपिक (एक्सो- या एंडो) - Δ एच;
एन्ट्रापी (ТΔS)।
इन दो कारकों को मिलाकर, हम प्राप्त करते हैं:
- ТΔS = G
जी = एच - टीएस - गिब्स ऊर्जा।
गिब्स एनर्जी का भौतिक अर्थ:
निष्कर्ष: थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति बेहद स्थिर है, क्योंकि स्थिर पी, टी पर सिस्टम संतुलन की स्थिति नहीं छोड़ सकता है, क्योंकि आउटपुट गिब्स ऊर्जा में वृद्धि के बराबर है।
प्रणाली के लिए संतुलन की स्थिति को छोड़ने के लिए, किसी भी बाहरी कारकों (पी, टी, एकाग्रता, और इसी तरह) को बदलना आवश्यक है।
गिब्स मानक राज्य की एक अवधारणा है:
ΔG f 0 298 [kJ / mol] - संदर्भ मूल्य।
G 298 = n i * G f 0 298 - Σn j * G f 0 298
उत्पाद अभिकर्मक
अधिकांश प्रक्रियाएं मानक (298) से अधिक टी पर आगे बढ़ती हैं। गिब्स ऊर्जा को उच्च तापमान में परिवर्तित करने के लिए, ताप क्षमता पर संदर्भ डेटा की आवश्यकता होती है, डेटा को तापमान के कार्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।
संदर्भ पुस्तकों में, इन आंकड़ों को आमतौर पर एक शक्ति श्रृंखला के रूप में प्रस्तुत किया जाता है।
सी पी 0 \u003d ए + बीटी + सीटी 2 + सी 'टी -2
जहां ए, बी, सी, सी '- प्रत्येक पदार्थ के लिए अपना।
सी पी 0 \u003d a + bT + cT 2 + c 'टी -2
जहां a , b , Δc , Δc ' - राज्य के कार्य होने के कारण, सूत्रों द्वारा गणना की जाती है:
a = n i a - Σn j a
उत्पाद अभिकर्मक
b = n i b - n j b
उत्पाद अभिकर्मक
c = n i c - n j c
उत्पाद अभिकर्मक
चरण संतुलन के ऊष्मप्रवैगिकी। विषम प्रणालियों में चरण संतुलन। गिब्स चरण नियम।
चरण संतुलन में प्रकार के संक्रमण शामिल हैं:
ठोस चरण तरल (पिघलने - क्रिस्टलीकरण) के साथ संतुलन में है;
वाष्प के साथ संतुलन में तरल चरण (वाष्पीकरण - संक्षेपण);
ठोस चरण वाष्प (उच्च बनाने की क्रिया - उच्च बनाने की क्रिया) के साथ संतुलन में है।
चरण नियम की मूल अवधारणाएँ:
चरण (एफ) प्रणाली का एक हिस्सा है जिसमें इसके अन्य भागों के साथ इंटरफेस होता है।
घटक (के) प्रणाली का एक रासायनिक रूप से सजातीय घटक है, जिसमें इसके सभी गुण हैं।
स्वतंत्रता की डिग्री (सी) की संख्या स्वतंत्र चर की संख्या है जिसे सिस्टम में चरणों की संख्या को बदले बिना मनमाने ढंग से बदला जा सकता है।
(एस, एफ, के) एस \u003d के - एफ +2
गिब्स चरण नियम है।
एक-घटक, दो-घटक, तीन-घटक प्रणालियाँ (K=1, K=2, K=3) हैं।
सी मिनट \u003d 1 - 3 + 2 \u003d 0
सी अधिकतम = 1 - 1 + 2 = 2
एक-घटक प्रणालियों का वर्णन करने के लिए, निम्नलिखित निर्देशांक चुने गए थे:
पी (संतृप्त भाप दबाव)
टी (तापमान)
डीपी / डीटी = एच एफ.पी. / (टी एफ.पी. * V )
यह निर्भरता बिल्कुल सभी चरण संक्रमणों के लिए मान्य है।
सीटीवी जी. ए
बी स्टीम
आरेख की प्रत्येक पंक्ति अपने स्वयं के चरण संक्रमण से मेल खाती है:
टीवी के बारे में - तथा।
ओए जे - पारो
ओएस टीवी। - भाप
आरेख क्षेत्र: ठोस चरण, तरल चरण, भाप।
टी करोड़: भाप - गैस
चरण क्षेत्र:
सी \u003d 2 (मार्जिन सी अधिकतम पर)
सी = 1 (लाइनों पर)
प्वाइंट ओ - तीन चरणों के संतुलन से मेल खाती है: टीवी। - एफ - पार।
सी \u003d 0 - इसका मतलब है कि न तो तापमान और न ही दबाव को बदला जा सकता है।
आइए अब रुकें रासायनिक क्षमता- एक मात्रा जो पूरे सिस्टम की थर्मोडायनामिक विशेषताओं को निर्धारित नहीं करती है, लेकिन इस प्रणाली में एक अणु की।
अगर हम सिस्टम में अणु द्वारा अणु जोड़ते हैं निरंतर दबाव, फिर प्रत्येक नए कण को जोड़ने के लिए ठीक उसी तरह काम करने की आवश्यकता होती है जैसे किसी पिछले एक को जोड़ने के लिए: सिस्टम का आयतन बढ़ेगा, लेकिन सिस्टम का घनत्व - और इसमें इंटरैक्शन की तीव्रता - नहीं बदलेगी। इसलिए, एक प्रणाली में एक अणु की थर्मोडायनामिक अवस्था को फ्री . द्वारा निर्धारित करना सुविधाजनक है ऊर्जा GIBBS जी,अणुओं की संख्या से विभाजित एन,
|
एम = जी/एन |
बुलाया रासायनिक क्षमता(और चूंकि तरल या ठोस चरण और कम दबाव में) एफ » जी, तो यहाँ एम » एफ/एन) यदि एक एनइसका मतलब अणुओं की संख्या नहीं है, लेकिन, हमेशा की तरह, अणुओं के मोल की संख्या, तो m भी एक अणु को नहीं, बल्कि अणुओं के एक मोल को संदर्भित करता है।
रासायनिक क्षमता - या, जो समान है, मुक्त ऊर्जा GIBBSप्रति अणु - आज के व्याख्यान के दूसरे भाग में हमें इसकी आवश्यकता होगी, जब हम चरणों के बीच अणुओं के वितरण के बारे में बात करेंगे। तथ्य यह है कि अणु उस चरण से प्रवाहित होते हैं जहां उनकी रासायनिक क्षमता अधिक होती है जहां उनकी रासायनिक क्षमता कम होती है - यह कुल मुक्त को कम करता है ऊर्जाप्रणाली और इसे संतुलन के करीब लाएं। और संतुलन में, एक चरण में अणुओं की रासायनिक क्षमता दूसरे चरण में समान अणुओं की रासायनिक क्षमता के बराबर होती है।
पर हाल के समय मेंप्लास्टिसाइज्ड सिस्टम के गुणों का अध्ययन करते समय, प्रयोगात्मक तथ्य पाए गए जो आम तौर पर स्वीकृत विचारों का खंडन करते थे और कुछ मामलों में, उचित स्पष्टीकरण प्राप्त नहीं करते थे। यह प्लास्टिसाइज्ड सिस्टम के थर्मोडायनामिक्स से संबंधित है, ग्लास ट्रांजिशन तापमान (टी सी) का निर्धारण करता है और अपेक्षाकृत कम मात्रा में प्लास्टिसाइज़र युक्त सिस्टम के गुणों का मूल्यांकन करता है। अभ्यास और सिद्धांत के लिए इन तथ्यों का बहुत महत्व है, वे प्लास्टिसाइज्ड सिस्टम की मेटास्टेबिलिटी और उनके गुणों के अध्ययन के लिए कुछ तरीकों के गलत उपयोग से जुड़े हैं।
यह ज्ञात है कि सभी प्रणालियों को स्थिर या स्थिर, अस्थिर या प्रयोगशाला और मेटास्टेबल में विभाजित किया जाता है, जो सबसे आम हैं। इसलिए, मेटास्टेबल सिस्टम के थर्मोफिजिकल गुणों का अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है।
एक मेटास्टेबल सिस्टम सभी प्रणालियों के संबंध में स्थिर है जो इससे असीम रूप से भिन्न है, लेकिन कम से कम एक प्रणाली है जिसके संबंध में यह अस्थिर है। राज्य ए, जिसमें सबसे कम गिब्स ऊर्जा है, वास्तव में स्थिर है, और राज्य बी, जिसमें उच्चतम गिब्स ऊर्जा है, राज्य ए के संबंध में एक मेटास्टेबल राज्य है। हालांकि, राज्य बी से राज्य ए में सिस्टम के संक्रमण के लिए, संभावित बाधा को दूर करना आवश्यक है। यदि विक्षोभ ऊर्जा संभावित बाधा से कम है, तो सिस्टम बी अवस्था में रहता है।
ऐसी प्रणालियों की स्थिरता विश्राम समय (पी) और प्रयोग के समय (ऑप) के अनुपात पर निर्भर करती है; प्रयोग का समय न केवल प्रयोगशाला प्रयोग के समय को संदर्भित करता है, बल्कि उत्पाद के भंडारण और संचालन के समय को भी दर्शाता है। यदि एक
p >> op, तो सिस्टम असीमित समय के लिए मेटास्टेबल अवस्था में हो सकता है और यह वास्तव में स्थिर सिस्टम से अलग नहीं है। इसलिए, "गैर-संतुलन" शब्द को उस पर लागू नहीं किया जाना चाहिए। इसके विपरीत, "मेटास्टेबल संतुलन" शब्द का अब व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। राज्य ए में प्रणाली सही संतुलन में है, और राज्य बी में प्रणाली मेटास्टेबल संतुलन में है।
बहुलक मैक्रोमोलेक्यूल्स के बहुत बड़े आकार और महत्वपूर्ण पी के कारण बहुलक प्रणालियों के लिए मेटास्टेबल राज्य विशिष्ट है। उदाहरण के लिए, ऐसी प्रणालियाँ शमन द्वारा प्राप्त की जा सकती हैं, अर्थात्। पॉलीमर या पॉलीमर मिश्रण को उनके टी से नीचे के तापमान पर तेजी से ठंडा करना। इस मामले में, सिस्टम की संरचना नहीं बदलती है और उच्च तापमान पर इसे दी गई संरचना को संरक्षित किया जाता है। इसका मतलब है कि सिस्टम अपने अतीत को "याद रखता है"। ऐसी प्रणालियों को "मेमोरी" सिस्टम कहा जाता है। उनके गुणों के अध्ययन के लिए कई कार्य समर्पित किए गए हैं, और इन प्रणालियों के ऊष्मप्रवैगिकी विकसित किए जा रहे हैं। ये गुण सिस्टम के इतिहास पर निर्भर करते हैं। मेमोरी सिस्टम में सभी पॉलिमर और पॉलीमर रचनाएं उनके Tg से काफी नीचे के तापमान पर शामिल होती हैं। उनमें होने वाली प्रक्रियाओं का विश्राम समय बहुत लंबा होता है, और इसलिए T . पर ग्लासी पॉलिमर<< Тс рассматривают
как равновесные. К таким системам
применимы законы классической
термодинамики.
प्लास्टिसाइज़र के लिए बहुलक की थर्मोडायनामिक आत्मीयता का बहुत महत्व है, जिसका मूल्यांकन उसी मापदंडों द्वारा किया जाता है जैसे कि सॉल्वैंट्स के लिए बहुलक की आत्मीयता: मिश्रण की गिब्स ऊर्जा (जी) का परिमाण और संकेत, फ्लोरी-हगिंस इंटरैक्शन पैरामीटर (1), दूसरा वायरल गुणांक (ए 2)। G को दो प्रकार से निर्धारित किया जा सकता है। पहला तरीका प्लास्टिसाइज़र के वाष्प दबाव पर प्लास्टिसाइज्ड सिस्टम पर या सूजन के दबाव पर प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर जी को सीधे निर्धारित करना है। प्लास्टिसाइज़र गैर-वाष्पशील तरल पदार्थ होते हैं, इसलिए उनके कम दबाव को मापने के लिए विशेष तरीकों की आवश्यकता होती है। इस उद्देश्य के लिए उपयोग की जाने वाली प्रवाह विधि के कई नुकसान हैं। सूजन के दबाव को निर्धारित करने की विधि अधिक सटीक है, जिसका उपयोग लंबे समय से प्लास्टिसाइज्ड सेल्युलोज ईथर के गुणों के अध्ययन में किया जाता है। यह विभिन्न सॉल्वैंट्स के लिए रबर वल्केनाइज़र की आत्मीयता के अध्ययन में सफलतापूर्वक लागू किया गया है।
पॉलिमर के मिश्रण के लिए प्रस्तावित विधि का उपयोग करके जी प्लास्टिसाइज्ड पॉलिमर का निर्धारण किया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, बहुलक, प्लास्टिसाइज़र और उनके मिश्रण को किसी भी कम आणविक भार तरल के साथ मिश्रण करने के जी को मापना आवश्यक है जो उनके साथ असीम रूप से गलत है। मिश्रण की गिब्स ऊर्जा समाधान के प्रकाश प्रकीर्णन डेटा से निर्धारित की जा सकती है। तरल-तरल प्रणाली के लिए वूक्स द्वारा शुरू की गई इस विधि का उपयोग पहली बार काम में बहुलक-विलायक प्रणालियों के लिए किया गया था।
G का मान निर्धारित करने का दूसरा तरीका है कि इस पैरामीटर की गणना प्रायोगिक रूप से मापी गई एन्थैल्पी और प्लास्टिसाइज़र के साथ बहुलक के मिश्रण की एन्ट्रापी के आधार पर की जाए। इसकी गणना समीकरण के अनुसार की जाती है: जी = एच - टीएस। मिश्रण की थैलीपी की गणना हेस के नियम के अनुसार की जाती है जैसा कि ऊपर वर्णित है, मिश्रण की एन्ट्रापी को प्लास्टिसाइज्ड सिस्टम की गर्मी क्षमता की तापमान निर्भरता के आधार पर निर्धारित किया जाता है, जिसे स्कैनिंग कैलोरीमीटर का उपयोग करके मापा जाता है। यह विधि ध्यान देने योग्य है। हालांकि, शास्त्रीय ऊष्मप्रवैगिकी के ढांचे के भीतर, एंट्रोपी के निरपेक्ष मूल्यों को केवल ताप क्षमता की प्रयोगात्मक तापमान निर्भरता को पूर्ण शून्य तक एक्सट्रपलेशन करके प्राप्त किया जा सकता है। यह काम में किया गया था, और काम में एस 0 के मूल्यों की गणना के लिए एक अनुमानित विधि का उपयोग किया गया था, जब सभी एन्ट्रापी मूल्यों को शून्य शर्तों के बिना लिया गया था। इससे त्रुटियां हो सकती हैं। यह पूर्वगामी से इस प्रकार है कि विभिन्न विधियों को विकसित करना आवश्यक है जो समान परिणाम दें। इसके लिए विभिन्न तरीकों से प्राप्त परिणामों की तुलना और व्यवस्थित रूप से चर्चा करने की आवश्यकता होती है।
निष्कर्ष
अपने काम में, मैंने गिब्स ऊर्जा और इस सिद्धांत से संबंधित अवधारणाओं पर विचार किया। मैंने थर्मोडायनामिक क्षमता, चरण नियम, गिब्स वितरण, थैलेपी, एन्ट्रॉपी और निश्चित रूप से गिब्स ऊर्जा के बारे में बात की।
योशिय्याह विलार्ड गिब्स का विज्ञान में योगदान महत्वपूर्ण है। उनके कार्यों और शोध ने उनके अनुयायियों के वैज्ञानिक विकास के आधार के रूप में कार्य किया, और उनका व्यावहारिक महत्व भी है।
प्रयुक्त साहित्य की सूची:
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नोविकोवा एल.वी. आदि प्लास्ट। जनता, 1983, नंबर 8, पी। 60.
ऊर्जा GIBBSनिम्नलिखित रूप में: बदलें ऊर्जा GIBBSदिए गए निर्माण में ... थर्मोडायनामिक क्षमता में से कोई भी: आंतरिक ऊर्जायू, एन्थैल्पी एच, ऊर्जा GIBBSजी, ऊर्जाहेल्महोल्ट्ज़ ए कब्ज की स्थिति में ...
... ऊर्जा GIBBSप्रतिक्रियाओं 2 और 3 तापमान निर्भरता समीकरणों द्वारा वर्णित हैं: ऊर्जा GIBBSप्रतिक्रिया 1 को मिलाकर पाया जा सकता है ऊर्जा GIBBS... एटीएम। के लिए व्यंजकों में प्रतिस्थापित करना ऊर्जाअर्थ की उलझन ऊर्जा GIBBSअभिक्रियाएँ (1) - (4), हमें प्राप्त होती हैं...
हमेशा> 0। आंतरिक सतह ऊर्जासतह से अधिक सतह की इकाइयाँ ऊर्जा GIBBS(*) गठन की गर्मी के लिए... , तो समीकरण GIBBS-हेल्महोल्ट्ज़ (**), कुल सतह को जोड़ना ऊर्जाया थैलेपी के साथ ऊर्जा GIBBSइस मामले में...
, केजे / मोल
, केजे / मोल
, जे / (मोल। के)
, जे / (मोल। के)
