Читать онлайн «Методические указания к лабораторным занятиям по теме ''Изучение равновесия гомогенной химической реакции в растворе'' для студентов дневного и вечернего отделений химического факультета РГУ»

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации Ростовский государственный университет Кафедра физической и коллоидной химии В. В. Луков, С. И. Левченков МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по теме "Изучение равновесия гомогенной химической реакции в растворе" для студентов дневного и вечернего отделений химического факультета РГУ г. Ростов-на-Дону 2004 г.  2 I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ В общем случае направление и предел самопроизвольного протекания процесса в любых системах определяет принцип минимума свободной энергии: Самопроизвольно могут протекать только те процессы, которые приводят к понижению свободной энергии системы; система приходит в состояние равновесия, когда свободная энергия достигает минимального значения. Для закрытых систем, находящихся в изобарно-изотермических либо изохорно-изотермических условиях свободная энергия принимает вид изобарно- изотермического либо изохорно-изотермического потенциалов (т. н. свободная энергия Гиббса и Гельмгольца соответственно). Данные функции называют иногда просто термодинамическими потенциалами, что не вполне строго, поскольку термодинамическими потенциалами являются также внутренняя энергия (изохорно- изэнтропный) и энтальпия (изобарно-изэнтропный потенциал). Протекание самопроизвольного процесса в закрытой системе сопровождается уменьшением свободной энергии системы (dG < 0, dF < 0). Очевидно, что рано или поздно (напомним, что понятие "время" в термодинамике отсутствует) система достигнет минимума свободной энергии. Условием минимума некоторой функции Y = f(x) является равенство нулю первой производной и положительный знак второй производной: dY = 0; d2Y > 0. Таким образом, условием термодинамического равновесия в закрытой системе является минимальное значение соответствующего термодинамического потенциала: Изобарно-изотермические (P = const, T = const): ∆G = 0 dG = 0, d2G > 0 Изохорно-изотермические (V = const, T = const): ∆F = 0 dF = 0, d2F > 0 Состояние системы с минимальной свободной энергией есть состояние термодинамического равновесия: Термодинамическим равновесием называется такое термодина- мическое состояние системы, которое при постоянстве внешних  3 условий не изменяется во времени, причем эта неизменяемость не обусловлена каким-либо внешним процессом. Учение о равновесных состояниях - один из разделов термодинамики.