Вопрос № 5. Энтропийный метод расчёта константы равновесия химических реакций.

Общий запас внутренней энергии каждого вещества вычисляют по уравнению:

Для расчета химических реакций используют понятие о химическом потенциале:

Энтропийный метод расчета основан на следующем:

Вариантов расчета теплового эффекта реакции и изменения энтропии существует несколько. Есть способ, когда непосредственно по справочным данным величину реакции рассчитывают так:

Приведенные уравнения показывают, как может изменяться внутренняя энергия и энтропия произвольного вещества при изменении его температуры. В реакции участвуют разные вещества и для каждого из них, в зависимости от наличия или отсутствия модификационных и агрегатных превращений, зависимость внутренней энергии или энтропии от температуры может выражаться разными уравнениями. Например, если какое-либо вещество не претерпевает никаких изменений в интервале температур от 298 до Т, то для такого вещества:

соответственно

В случае, если вещества претерпевают изменения в интервале температур от 298 до Т, величины можно найти так:

Рассмотрим качественный пример:

Итак, видим, что только одно вещество-участник реакции претерпевает превращение при , значит весь интервал расчета разбиваем на два промежутка: от до и от до искомой температуры. Получаем:

Так как теплоемкость у каждого вещества зависит от температуры, следующим образом , то и находятся для каждого температурного интервала с учетом тех значений и коэффициентов , которые справедливы для веществ в заданном интервале:

где

где

Подинтегральные выражения в уравнениях и в общем случае берутся так:

находим, используя закон Гесса, как разность теплот образования веществ-продуктов и веществ, вступающих в реакцию.

Если в реакции участвует простое вещество, то теплота его образования

находим, как разность абсолютных энтропий веществ-продуктов и веществ, вступающих в реакцию.

Итак, вычисляем и , затем по уравнению (1) находим , а потом из уравнения

Находим константу равновесия.