Выражения для химического потенциала компонента
Система | Уравнение | Примечание |
Индивидуальный идеальный газ | m0 – стандартный химический потенциал (при р = 1 атм), m0 = f(T); R – универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль×К); Т – температура, К; p – давление газа | |
Смесь идеальных газов | Хим. потенциал i-го комп-та | рi – парциальное давление газа, рi = xi×p; xi – мольная доля компонента; p – общее давление газовой смеси, p = Sрi; ; |
, | ||
Идеальный жидкий раствор | xi – мольная доля компонента в растворе – стандартный хим. потенциал компонента (при xi®0), | |
Смесь реальных газов | fi – парциальная фугитивность, или летучесть – фиктивное давление, подбираемое таким образом, чтобы сохранялась форма термодинамических уравнений (fi×V = niRT); fi×= gi×pi, где gi – коэффициент фугитивности. | |
Реальный жидкий раствор | ai – активность компонента, связана с концентрацией через коэффициент активности g: ai = gx×xi; ai = gc×ci; ai = gm×mi (c, m – молярная и моляльная концентрации раствора). В бесконечно разбавленных растворах γ → 1, аi → ci (хi или mi). – химический потенциал компонента реального жидкого раствора в стандартном состоянии. |
Существует два основных способа выбора стандартного состояния компонента реального жидкого раствора – симметричный и несимметричный.
Симметричный способ. Выбирается одинаковое стандартное состояние для растворителя и растворенного вещества – состояние чистого компонента при температуре раствора. Способ чаще применяется для растворов неэлектролитов.
Несимметричный способ. Выбирается различное стандартное состояние для растворителя и растворенного вещества. Для растворителя – как и в симметричном способе. Для растворенного веществаза стандартное выбирается состояние вещества в бесконечно разбавленном растворе. Способ наиболее часто используется в термодинамике растворов электролитов.
Раздел II. химическое равновесие
Протекание самопроизвольного процесса в термодинамической системе сопровождается уменьшением свободной энергии системы (dG < 0, dF < 0). При достижении системой минимума свободной энергии устанавливается химическое равновесие, при котором dG = 0 и dF = 0.
Химическое равновесие является динамическим, т.е. соответствует одновременному протеканию процесса в противоположных направлениях с одинаковой скоростью.
Химическое равновесие подвижно – любое бесконечно малое внешнее воздействие на равновесную систему вызывает бесконечно малое изменение ее состояния.