Протекающих с различными изменениями энтальпии и энтропии

∆G = ∆H – T∆S, ∆G<0

,где ∆G-мера движущей силы химической реакции

∆H-энтальпия –тепловой эффект реакции

∆S –энтропия –мера беспорядка системы (если процесс с увеличением числа молей, то изменение ∆S положительная)

1. Процесс экзотермический (∆H⁰ < 0), протекает с увеличением энтропии

(∆S⁰> 0). ∆G =- ∆H – T∆S

Пример: окисление аммиака

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

Во всем интервале температур lnK p > 0, и реакция возможна при всех

температурах. Для процессов такого типа чаще всего термодинамических

ограничений нет.

2. Процесс экзотермический (∆H⁰< 0), протекает с уменьшением энтропии

(∆S⁰< 0). ∆G =- ∆H + T∆S

Пример: синтез аммиака

N 2 + 3H 2 ↔2NH 3

Реакция возможна (lnK p > 0) при температурах меньших ∆H⁰ /∆S⁰

т.е. в области низких температур (высоких значениях 1/T).

3. Процесс эндотермический (∆H⁰>0), протекает с уменьшением энтропии (∆S⁰< 0).

∆G =+∆H + T∆S

Пример: окисление молекулярного азота в плазме:

N 2 + 2O 2 ↔2NO 2

Реакции этого типа имеют серьезные термодинамические ограничения вплоть до полного запрета. Запрещен в широком интервале температур.

4. Процесс эндотермический (∆H⁰ > 0), протекает с увеличением энтропии

(∆S⁰> 0). ∆G =+∆H - T∆S

Пример: паровая конверсия метана:

CH 4 + H 2 O ↔ CO + 3H 2

Реакция возможна (lnK p > 0) в области высоких температур (малых значениях 1/T).

Направления протекания процесса определяется 2-мя факторами: ∆H и ∆S

С одной стороны любая система стремится к увеличению ∆S,а с другой стороны к уменьшению ∆H.

Возможность протекания процесса зависит от того, какой вклад составляет ∆H и ∆S в энергию Гиббса окажется больше.

Для протекания реакции слева на право благопр.большие отрицательные значения ∆H и большие положительные значения ∆S.

Таким образом самопроизвольные в широком диапазоне температур могут протекать экзотермичекие процессы идущие с увеличением энтропии.

Термодинамический анализ позволяет решить вопрос о направлении протекания хим. реакции и оценить предельно допустимое (равновесное) состояние системы. Однако, не может ответить на вопрос – как быстро произойдет хим. превращение.