Изменение термодинамических функций при образовании растворов. Уравнение Гибса-Дюгема.


Процесс растворения твердых веществ в жидкостях с образованием истинных растворов можно мысленно разбить на три стадии:

1) ориентация полярных частиц (молекул) растворителя вокруг частиц растворяемого вещества (DН1 > 0);

2) разрушение кристаллической решётки (DН2 > 0);

3) сольватация частиц растворенного вещества в растворе (DН3 < 0).

Суммарный тепловой эффект образования раствора равен:

. (7)

Образование растворов при смешении двух (и более) жидкостей или растворении газа (газов) в жидкости также сопровождается тепловыми эффектами, связанными с ослаблением связей между частицами растворителя и появлением новых связей между частицами растворителя и растворенных веществ.

Образование любого раствора — процесс самопроизвольный и всегда сопровождается увеличением энтропии: DраствS = DmixS > 0. При образовании идеального раствора не происходит выделение тепла и изменения объёма. Поэтому функции смешения для бинарного идеального раствора (образование раствора происходит при постоянной температуре) равны:

, (8)

, (9)

, (10)

, (11)

где n1 и n2 – число молей растворителя и растворенного вещества, x1 и x2 — мольные доли растворителя и растворенного вещества.

Для любого раствора справедливо:

, (12)

, (13)

. (14)

Известно, что в химической термодинамике одной из важнейших величин является химический потенциал (парциальная мольная энергия Гиббса), определяемая по уравнению:

. (15)

При постоянных р и Т справедливо:

(16)

С другой стороны, суммарная энергия Гиббса системы равна

. (17)

Продифференцируем уравнение (17):

. (18)

Сравнивая (16) и (18), получаем

. (19)

Уравнение (19) получило название уравнение Гиббса-Дюгемаи широко используется в термодинамике растворов.



Дата добавления: 2016-06-18; просмотров: 2077;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.