Chemická termodynamika

Chemická termodynamika je obor fyzikální chemie , který studuje procesy interakce látek metodami termodynamiky . Aplikace termodynamického přístupu k chemickým reakcím je založena na skutečnosti, že v základní Gibbsově rovnici lze jako proměnné použít jak hmotnosti , tak množství nezávislých složek , pokud podmínky problému nevyžadují podrobné zvážení chemické rovnováhy. , a hmotnost (množství) jednotlivých látek spolu s vazbami rovnic popisujících chemické reakce - když je vyžadován podrobný popis chemické rovnováhy [1] [2].

Pro zjednodušení úvah o chemických reakcích probíhajících v uzavřených systémech je použita metoda navržená T. de Donde , založená na použití chemické proměnné . Tento způsob uvažování je na rozdíl od Gibbsova přístupu vhodný pouze pro uzavřené termodynamické systémy [3] [4] .

Hlavní oblasti chemické termodynamiky jsou:

1. Klasická chemická termodynamika , studium termodynamické rovnováhy obecně.
2. Termochemie , která studuje tepelné účinky, které doprovázejí chemické reakce.
3. Teorie řešení , která modeluje termodynamické vlastnosti látky na základě představ o molekulární struktuře a údajích o mezimolekulární interakci.

Chemická termodynamika úzce souvisí s takovými odvětvími chemie , jako je

• analytická chemie ;
• elektrochemie ;
• koloidní chemie ;
• adsorpce a chromatografie .

První zákon termodynamiky

Nárůst vnitřní energie systému v nějakém procesu se rovná teplu přijatému systémem plus práci vykonaná na systému v tomto procesu.

Historie

Vývoj chemické termodynamiky probíhal současně dvěma způsoby: termochemickým a termodynamickým.

Vznik termochemie jako nezávislé vědy by měl být považován za objev Němce Ivanoviče Hesse , profesora na St. Petersburgské univerzitě, o vztahu mezi tepelnými účinky chemických reakcí --- Hessovy zákony .

V roce 1867 navrhl Marcelin Berthelot na základě termochemie jednu z prvních teorií chemické spřízněnosti , vysvětlující směr toku chemických reakcí.

Obecné úspěchy termodynamiky jako odvětví teoretické chemie, které se odrážely v doktríně entropie , vedly ke vzniku další výzkumné metody, která nebyla spojena s negativně dokázanou teorií chemické afinity.

Základy klasické chemické termodynamiky byly položeny v díle Josiaha Willarda Gibbse „ O rovnováze heterogenních látek “ ( 1878 ), ve kterém byla vytvořena grafická metoda pro zobrazení stavů hmoty, metoda termodynamických potenciálů a fázové pravidlo . vyvinuté .

Gibbsovy metody, také vyvinuté Pierrem Duhemem , daly velký impuls rozvoji aplikací termodynamiky, protože byly mnohem jednodušší než metoda kruhových procesů , což vyžadovalo vynalézt hypotetické procesy, které uzavřely nějaký zkoumaný proces do kruhového.

Poznámky

1. ↑ Borshchevsky A. Ya., Physical chemistry, vol. 1, 2017 , s. 444.
2. ↑ Putilov K. A., Termodynamika, 1971 , s. 232.
3. ↑ Borshchevsky A. Ya., Physical chemistry, vol. 1, 2017 , s. 446.
4. ↑ Voronin G.F., Základy termodynamiky, 1987 , s. 70.

Literatura

• Akopyan A. A. Chemická termodynamika . - M . : Vyšší škola, 1963. - 527 s.
• Barry T., Davis R., Jenkins J., Gibbons R. Aplikovaná chemická termodynamika: Modely a výpočty. Za. z angličtiny. 1988. - 282 s.
• Borshchevsky A. Ya. Fyzikální chemie. Svazek 1 online. Obecná a chemická termodynamika. — M. : Infra-M, 2017. — 868 s. — (Vysoké vzdělání: bakalářský). — ISBN 978-5-16-104227-4 .
• Voronin G.F. Základy termodynamiky. - M. : Moskevské nakladatelství. un-ta, 1987. - 192 s.
• Glazov V.M., Pavlova L.M. Chemická termodynamika a fázová rovnováha: Dvousložkové kovové a polovodičové systémy. 1981. - 336 s.
• Dodge B.F. Chemická termodynamika. Za. z angličtiny. 1950. - 788 s.
• Eremin E.N. Základy chemické termodynamiky. Ed. 2. 1978. - 392 s.
• Karapetyants M. Kh. , «Příklady a problémy v chemické termodynamice». Ed. 4. 1974. - 304 s.
• Matematika v chemické termodynamice Sborník článků. 1980. 196 s.
• Matematické metody chemické termodynamiky. Přehled článků. 1982. - 220 s
• Matematické problémy chemické termodynamiky. Přehled článků. 1985. - 242 s.
• Munster A. Chemická termodynamika. Překlad z němčiny. 1971. - 296 s. (Vyd. 2. 2002. - 296 s.)
• Poltorak O.M. Přednášky z chemické termodynamiky (obecná a statistická termodynamika) 1971. - 256 s.
• Prigogine I., Defey R. Chemická termodynamika. Novosibirsk: Nauka, 1966. 510 s.
• Putilov K. A. Termodynamika / Ed. vyd. M. Kh. Karapetyants. — M .: Nauka, 1971. — 376 s.

Viz také

• Historie chemické termodynamiky
• Chemická termodynamika na chemport.ru
• chemická proměnná