Химическая термодинамика
При изучении любых химических систем используют термодинамический и кинетический подход. В термодинамическом подходе рассматривают конечное и начальное состояние системы, а не способы перехода из начального состояния в конечное и определяют изменение термодинамических функций в этом переходе. Расчет изменения значений некоторых функций в заданных условиях позволяет сделать вывод о теоретической возможности самопроизвольного протекания какого-либо процесса в данной системе или указать условия, при которых этот процесс возможен. В кинетическом подходе главное внимание уделяется описанию пути процесса из исходного в конечное состояние (например, стадии реакции, промежуточные вещества, скорость процесса или отдельных его стадий и т.д.). Исторически термодинамика, как раздел физики, возникла при изучении теплоты, работы и температуры. В термодинамике стали использовать определенные приемы для описания различных процессов, которые используются и для описания химических реакций, так появилась химическая термодинамика. Таким образом, химическая термодинамика изучает условия устойчивости химических систем и закономерности их перехода из одного состояния в другое и оперирует следующими основными понятиями: Термодинамическая система – тело или группа тел, которые нас интересуют, все остальное – окружающая среда. По особенности взаимодействия с окружающей средой, системы можно разделить на: изолированные системы – которые не обмениваются ни веществом (массой), ни энергией с окружающей средой; закрытые (замкнутые) системы - с окружающей средой веществом не обмениваются, но могут обмениваться энергией (обычно, в виде теплоты); открытые системы – системы, которые обмениваются с окружающей средой и энергией, и веществом. Это реальные, наиболее часто встречающиеся и наиболее сложные системы. Очень часто, теоретически описывая процессы, считают, что они протекают в изолированных или закрытых системах, как в наиболее простых. Для описания состояния системы пользуются параметрами состояния: T - температура, P - давление, V – объем, n – количество моль, иногда концентрации Ci. Параметры состояния взаимосвязаны, их взаимосвязь – уравнение состояния. Например, уравнение состояния идеального газа: pV = nRT.