Энтальпийный и энтропийный факторы, энергия Гиббса. Уравнение Гиббса. DG как критерий самопроизвольного протекания изобарно-изотермических процессов
Факторы, влияющие на самопроизвольность протекания процессов:
Энтальпийный- характеризуется стремлением к образованию прочных связей, возникновением более сложных в-в, понижение жнергии системы ∆H Дж/моль
∆H<0-самопроизв
Энтропийный –стремление вразхединеню частиц, к беспорядку, подрастанию энтропии ∆ Т Дж/моль
G-cвободная энергия Гиббса-та часть теплового эффекта, которую можно превратить в работу
∆G=∆H-T∆S
КРИТЕРИЙ САМОПРОИЗВОЛЬНОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА
В любой закрытой системе при P,T=const,возможен такой самопроизвольный процесс, который ведет к уменьшению ∆G
Если ∆H<0 и ∆S>0, то G<0 –процесс идет самопроизвольно
Если ∆H>0 и ∆S<0, то G>0-не идет самопроизвольно в станд условиях
Если ∆H<0 и ∆S<0 и ∆H>0 и ∆S>0, то знак G зависит от темп
Классификация химических реакций. Реакции обратимые и необратимые, гомогенные и гетерогенные, экзотермические и эндотермические, простые и сложные, последовательные, цепные, сопряженные: определение, примеры.
I по характеру протекания:
-обратимые (гидролиз солей, этерификация);
-необратимые (образование комплексных соединений, реакции, протекающие с увеличением количества выделяемой энергии: горение магния).
Большинство р-ций в организме человека протекают с участием орг.соединений, они обратимы.
II по наличию поверхности раздела внутриреакционной среды:
|
|
|
-гомогенные (поверхностность раздела отсутствует, протекают в пределах 1 фазы: гидролиз сложного эфира- ж.фаза);
-гетерогенные (протекают на поверхности раздела фаз)
CaO(т.) + CO2(г.)= CaCO3
Поверхность раздела т/г
III по числу стадий:
-простые- протекают в 1 стадию
H2+I2=2HI
-сложные- протекают в несколько стадий
например, реакция взаимодействия между пероксидом водорода и йодоводородом протекает в 2 стадии.
IV последовательные реакции:
Это сложные реакции, в которых продукт, образовавшийся в предыдущей стадии, является субстратом для последующей.
S->X1->X2...P, где
S- субстрат;
X1,X2- промеж.в-ва;
P- продукт
Х1 является продуктом для 1 стадии и субстратом для 2 стадии. Практически все процессы метаболизма в организме человека являются последовательными реакциями, в частности окисление, гидролиз ВМС ( белки, углеводы)
V Цепные реакции:
Это сложные реакции, протекающие по радикальному механизму.
Превращение S->P происходит в них через многократное повторение одних и тех же стадий.
Например, хлорирование метана, перекисное окисление липидов.
VI Сопряженные реакции:
Это такие 2 реакции, одна из которых может протекать самостоятельно, а другая только в ее присутствии.
Синтез АТФ из АДФ сопряжен с реакцией окисления глюкозы:
|
|
|
АДФ + Фн-> АТФ + Н2О ( G>0 ), где
Фн- неорганический фосфат
Синтез АТФ (эндергоническая реакция) протекает за счет энергии Гиббса, выделяющийся при окислении глюкозы ( экзергоническая реакции
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ (закон действующих масс). Константа скорости.
Закон действующих масс сформулирован в 1867 г. норвежскими учеными К. Гульдбергом и П. Вааге: скорость простой реакции в каждый момент времени пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, возведенных в степени, равные коэффициентам в стехиометрическом уравнении.
-для гомогенной реакции:
аА + bB= fF + dD
Математическое выражение ЗДМ:
V= k* Cа А * CbB ,где
k- константа скорости.
Примечания:
1.математическое выражение ЗДМ называется кинетическим уравнением.
2.сумма показателей степеней в кинетическом уравнении, как правило, не больше 3.
a+b≤ 3
3.ЗДМ применим только к гомогенным, простым реакциям или к отдельным стадиям сложных.
Если изменить концентрацию реагирующих в-в, скорость системы или давление, то скорость данной р-ции изменится в соответствии с ее кинетическим ур-нием.
Физический смысл константы скорости.
|
|
|
аА +bB= fF + dD
CА =CВ = 1моль/л
Са А * СbB =1
В случае гомогенной р-ции, кинетическое ур-ние будет иметь вид V= k. Вывод: константа скорости хим. р-ции (при условии, что концентрация реагирующих или их произведение в соответствии со степенями) равна 1.
В случае гетерогенной р-ции, в кинетическое ур-ние входят только концентрации газообразных и жидких в-в. Концентрация твердого в-ва , на поверхности которого протекает р-ция , изменяется незначительно, считается величиной постоянной, не включается в ур-ние.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1512; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!