Физика для химиков. День второй. Все еще термодинамика

ПРО ЭКСПЕРИМЕНТЫ
V = const

P = const

КАЛОРИМЕТРИЯ – ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ

ТЕРМОГРАВИМЕТРИЯ – ИЗМЕРЕНИЕ МАССЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ

Задание: проверьте соответствие теории с экспериментом

САМОПРОИЗВОЛЬНОСТЬ
CuSO4 + NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
H2O = H2 + O2

КОНТРПРИМЕРЫ
Ba(OH)2*8H2O + 2NH4Cl = BaCl2*2H2O + 2NH3 + 8H2O
Растворение кристаллогидратов тоже самопроизвольное и эндотермическое

ЭНТРОПИЯ

ЭНТРОПИЯ
Система изолирована (Q = 0):
То самое второе начало!
В изолированной системе идут только те процессы, которые сопровождаются увеличением энтропии

РАВНОВЕСИЕ – СОСТОЯНИЕ С МАКСИМАЛЬНОЙ ЭНТРОПИЕЙ

ЭНТРОПИЯ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ВЕРОЯТНОСТЬ
Микросостояния
S = k*lnW
W – термодинамическая вероятность (число возможных микросостояний)

ЗАЧЕМ ЭТО ХИМИКАМ?
Q = ΔH (P = const)
G = H – TS => ΔG = ΔH - T ΔS
(T = const)

ЭНЕРГИЯ ГИББСА
ΔG = ΔH - T ΔS
Важная и полезная штука!
Рассеянная теплота
Выделенная или поглощенная теплота
ΔG – свободная энергия!
Оговорка: Энергия Гельмгольца

САМОПРОИЗВОЛЬНОСТЬ
Самопроизвольно идут те реакции, которые сопровождаются уменьшением внутренней энергии.
H2O = H2 + O2
CuSO4 + NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4

КРИТЕРИЙ САМОПРОИЗВОЛЬНОСТИ
Оговорка: P, T = const

ТЕПЕРЬ О ТОМ, КАК СЧИТАТЬ
Третье начало термодинамики
Стандарт не нужен, можно измерить абсолютное значение.
Энтропия образования и абсолютная энтропия не одно и то же!
H2 + S + 1/2O2 = H2SO4

НУ ВЫ НАВЕРНОЕ УЖЕ ПОНЯЛИ

ЧУТЬ ПОДРОБНЕЕ

ЗАДАНИЕ: КАКАЯ ИЗ ЭТИХ РЕАКЦИЙ ПРОТЕКАЕТ САМОПРОИЗВОЛЬНО ПРИ 300К? И ПРИ КАКОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ НАЧИНАЕТ ПРОТЕКАТЬ ВТОРАЯ?
И сделайте вывод из этого столбца

ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
aA+bB = dD+eE ± Q
A= B
Для газов, в уравнение входят только газы:
A= B

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ КОНСТАНТУ РАВНОВЕСИЯ

ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ РАВНОВЕСИЙ:
pH
Расчет растворимостей

КАК УПРАВЛЯТЬ РАВНОВЕСИЕМ. ТЕМПЕРАТУРА

КАК УПРАВЛЯТЬ РАВНОВЕСИЕМ. ДАВЛЕНИЕ И ИНЕРТНЫЕ ПРИМЕСИ
Задание: как сдвинуть равновесие вправа и влево в этих реакциях?