Scan96 2

6. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Funkcja Gibbsa dla układu jednofazowego wieloskładnikowego

G_Ukl ~    •

f

gdzie n jest liczbą moli, j.i jest potencjałem chemicznym, a indeks i numeruje składniki mieszaniny.

Dla układu, w którym zachodzi reakcja chemiczna:

v_aA + \>hB + ... e=> VoQ + VrR + ....

W danej chwili reakcji (T, P const.)

„ Uaf

AGr =AG°_r + RTln    = AG", + ^TlnF,

nX'

gdzie p i s oznaczają, odpowiednio, produkty i subsiraty reakcji,

_r

ny’

a_p i a, są tu aktywnościami produktów i substratów w danej chwili reakcji.

AG", s + VfijLi"/i +......- v_A[i°_A -v_n\x°n -......,

gdzie są standardowymi potencjałami chemicznymi składników.

W stanie równowagi termodynamicznej (7\ P const.) AG = 0; wówczas:

AG°_r = - RT]nK_a,

ny_r"

gdzie    K_t, g

G/j i a_s są tu aktywnościami produktów i substratów »t» stanie równowagi, a K_a termodynamiczną stalą równowagi reakcji.

Zastępując w powyższym równaniu aktywności a, stężeniami otrzymujemy tzw. stężeniową stalą równowagi K_c , należy jednak pamiętać, że jej wartość zależy od stężenia reagentów, ponieważ współczynniki aktywności y, zależą od stężenia (a i = ca).

Zależność G od temperatury

^rd(G!T)] Id

37’

T²

dla układu:    ł----( równanie Gibbsa-Helmholtza),

_Jt    ,    , ... \d(AGjT)\ AH,

dla procesu (reakcji):    j-—-j = —“

Analogiczna zależność obowiązuje dh AG".

6.1. Zadania

6.1.    AG danej reakcji = ^ v_p\x_p v₍|l_y; a) tak, b) nie (indeksy: p i ,v

p    i-

oznaczają odpowiednio produkty i substraty).

6.2.    W czasie przebiegu reakcji chemicznej z lewa na prawo wartość

^    yjJ-j.: a) < 0, b) > 0, c) = 0 (p oznacza produkty, s oznacza sub-

p    •>'

straty).

6.3.    W stanic równowagi potencjały chemiczne składników w mieszaninie reakcyjnej są równe zeru; a) tak, b) nie.

o    ^r[a',>

6.4.    W zależności: AG, = AG_r + RTln—~ aktywności produktów

TIoJ^J

i substratów występujące w członie logarytmicznym odnoszą się do; a) stanu równowagi, b) do aktualnego (w dartej chwili) stanu układu, c) do aktywności standardowych.

6.5.    Wartości którego z członów następującego równania:

,, ^^al"

A G_r = A G_r -r RT In- ulegają zmianie w czasie przebiegu reakcji w sta-

n<*

łej temperaturze? a) AG,, b) AG°_r, c) członu logarytmicznego, d) żadnego.

6.6.    W miarę postępu reakcji z lewa na prawo wartość algebraiczna AG,.: a) rośnie, b) maleje, c) nie zmienia się.(7’= const.).

6.7.    W czasie przebiegu reakcji chemicznej wartość AC°_r (cj reakcji:

a)    maleje, b) rośnie, c) nie zmienia się.

6.8.    -jRTlr\Ka=..............: a) A//,, b) AG⁰,, c)AS^ar, d) zeru.

6.9.    Dla danej temperatury, AG° danej reakcji jest wielkością stałą; a) tak,

b)    nie, c) tylko jeśli mieszanina reakcyjna jest doskonała.

6.10.    W którym kierunku przebiegnie reakcja zł <=> B, jeśli w chwili początkowej \x._B >