Название: Краткий курс физической химии - Учебное пособие. Часть 4 (Паутов В.Н.)

Жанр: Химия

Просмотров: 1794


1.1.6. изменение энтропии системы в ходе реакции

 

Энтропия правильно образованного кристалла любого индивидуального вещества (простого вещества или соединения в чистом виде) при абсолютном нуле равна нулю (постулат Планка).

Для сравнения энтропии различных веществ введено понятие “абсолютная стандартная энтропия вещества Sо”, значение которой определяется расчетом энтропии от абсолютного нуля до стандартного состояния.

Так же как и энтальпия, энтропия является функцией состояния, т.е. зависит только от начального и конечного состояний, но не зависит от промежуточных состояний. Изменение энтропии системы в ходе реакции DrSо равно разности между суммой абсолютных стандартных энтропий продуктов и суммой абсолютных стандартных энтропий исходных веществ,

 

DrSо = ånпрод.Sопрод. - ånисх.Sоисх.,                       (1.53)

 

где nпрод., nисх. – стехиометрические коэффициенты, Sопрод. и Sоисх. – абсолютные стандартные энтропии продуктов реакции и исходных веществ.

Изменение энтропии DrSо показывает увеличение или уменьшение беспорядка в системе. Увеличение энтропии в ходе реакции может происходить по следующим причинам:

1) увеличение числа молей газа;

2) увеличение числа молей частиц в конденсированной системе (жидкое или твердое состояние);

3) образование неполярных молекул из полярных;

4) усложнение химической формулы вещества;

5) вследствие фазовых переходов “твердое ® жидкое”, “твердое ® газ”, “жидкое ® газ”, “кристалл ® аморфное состояние”.

Прямо противоположные причины вызывают уменьшение энтропии.

 

Задача 1.12. Определить стандартное изменение энтропии системы в ходе реакции

 

3Нg(ж) + 8Н +aq  + 2NO- 3aq = 3Hg2+ aq + 2NO(г) + 4Н2О(ж)

 

и указать причину данного изменения.

 

Абсолютная стандартная энтропия веществ:

 

Вещество

Нg(ж)

Н+aq

NO3-aq

Нg2+aq

NO(г)

Н2О(ж)

Sо, Дж/(моль.К)

75,90

0

 146,94

-25,15

210,64

 69,95

 

Решение

Вычислим DrSо по уравнению (1.53):

 

DrSо  = 3Sо(Нg2+) + 2Sо(NO) + 4Sо(Н2О) – (3Sо(Нg) + 8Sо(Н+) +

+ (2Sо(NO3-)) = 3.(-25,15) + 2. 210,64 + 4.69,95 –

– (3.75,90 + 8.0 + 2. 146,94) = 104,05 Дж/К.

         

Энтропия системы увеличилась, DrSо > 0, так как в ходе реакции увеличилось число молей газа. Состояние системы стало более беспорядочным ввиду увеличения числа микросостояний, с помощью которых осуществляется данное макросостояние системы.