Химическая термодинамика (стр. 4 из 4)
Приращение энтропии при смещении газов —RlnNi можно использовать при рассмотрении любых разбавленных растворов. В растворах более концентрированных взаимодействие между молекулами растворенного вещества уменьшает их активность, и поэтому в таких случаях вместо величин концентрации в уравнение под' ставляют величины «активности» а:
где а — активность; γ — коэффициент активности, стремящийся в разбавленных растворах к единице; Ni, — молярная доля. Энтропия реальных веществ, способных менять свое агрегатное или полиморфное состояние, определяется сложнее, так как для каждого состояния значение энтропии будет иное.
Изменение энтропииΔS при любом превращении вещества можно определить по уравнению
(26)где ΔHпревращ— изменение энтальпии при превращении; Тпревращ — температура превращения.
Зависимость энтропии от температуры определяется из уравнения
(27)где Ср — теплоемкость при постоянном давлении
. Общая формула температурной зависимости с учетом возможных агрегатных превращений будет 
(28)Для удобства расчетов и построения таблиц в справочниках приняты стандартные значения энтропии при Т =298,15 К и р = 1,013∙105Па, т.е. значения при тех же условиях, что и в случае расчета энтальпий. Некоторые значения стандартных энтропии приведены в табл.1 .
Таблица 1. Значения стандартных энтропий S0для некоторых веществ.
| Вещество | S0 | Вещество | S0 | Вещество | S0 | Вещество | S0 |
| H2O (г) | 188,74 | H (г) | 114,6 | Cl2 (г) | 223,0 | CO2 (г) | 213,6 |
| H2O (ж) | 69,96 | H2 (г) | 130,6 | HCl (г) | 186,7 | FeO (кр) | 58,79 |
| H2O (кр) | 39,33 | O2 (г) | 205,03 | CO (г) | 197,4 | α – Fe (кр) | 25,15 |
Как видно из табл. 1, для воды наблюдается рост энтропии при изменении ее агрегатных состояний от кристаллов к газу.
При переходе вещества от упорядоченного состояния (кристалл) в жидкое или газообразное состояние энтропия моля вещества растет.
Больцман, развивая статистические идеи в термодинамике, впервые показал сущность энтропии для идеальных газов, определив ее пропорциональность термодинамической вероятностиWi
Термодинамическая вероятность Wi рассматривается как число возможных способов построения данной системы или число микросостояний, с помощью которых осуществляется данное макросостояние вещества. Естественно, упорядочена система, например кристалл, тем меньше возможных микросостояний (отклонений от равновесного состояния) и тем меньше энтропия.
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ЭФФЕКТА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ
Цель работы - определение теплового эффекта реакции нейтрализации и проверка закона Гесса.
Нейтрализация 1 г-экв любой сильной кислоты сильным основанием в достаточно разбавленном растворе сопровождается почти одинаковым экзотермическим тепловым эффектом, отвечающим одному и тому же процессу ¾ образованию 1 моля жидкой воды из гидратированных ионов
и 
по уравнению: 
ΔНнейтр = ¾ 55.9 кДж/г-экв Оборудование1. Внутренний стакан калориметра(1).2. Калориметр (2).3. Мешалка(3). 4. Термометр(4).5. Бюретка(5).Рассчитываем тепловой эффект реакции нейтрализации одного г/экв кислоты (ΔНнейтр) no формуле  . (Здесь Q¾количество теплоты, выделившейся в калориметре;n¾ количество г/экв кислоты в 200 мл 0,4н раствора). Значение Q вычисляем во формуле  где Сi¾ соответ- |  |
ственно массы стакана, мешалки, кислоты и щелочи; Сст¾ удельная теплоемкость стакана (стекла), равная 0,69 кДж/кг∙К;
СМ - удельная теплоемкость мешалки (стали),равная 0,42 кДж/кг∙К; Ск , Сщ¾ удельные теплоемкости кислоты и щелочи (4.2 кДж/∙К).
РАСЧЕТЫ.
| Масса внешнего стакана калориметра | Масса мешалки | Температура, С˚ | ||||
| Начальная темп., Т1 | Конечная темп., Т2 | Разность , ΔТ=Т2-Т1 | ||||
| 132 гр. | 23.2 гр. | 22.8 | 27.6 | 4.8 | ||
| 132 гр. | 23.2 гр. | 22.9 | 25 | 26 | 2.1 | 3.1 |
Уравнение реакции:
Нормальность ¾ это количество эквивалентов в 1 л.
49гр. ¾ 1н.
X гр.¾ 2н.
X = 98 г./экв.
1.
Q = (0.69 ∙ 132 + 0.42 ∙ 23.2 + 4.2 ∙ 200 + 4.2 ∙ 40) ∙ 4.8 = 5322.35
ΔНнейтр = ¾ Q / N = 5322.35 /98 = -54.3 кДж
Ошибка опыта:
2.
Q1 = (0.69 ∙ 132 + 0.42 ∙ 23.2 + 4.2 ∙ 200 + 4.2 ∙ 40) ∙2.1=2328.5
Q2 = (0.69 ∙ 132 + 0.42 ∙ 23.2 + 4.2 ∙ 200 + 4.2 ∙ 40) ∙3.1=3437.35
Qобщ= Q1+ Q2
ΔНнейтр = ¾ Qобщ / N = 5765.85 /98 = -58.8 кДж
IV. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.
Вариант № 5
№ 1
Ответ: ΔН = ¾ 204.8 кДж.
№ 2
Дано:
; 
; 
; 
Что бы пошла реакция прямо, необходимо, что бы ΔG <0 :
ΔH-TΔS<0
T> ΔH/ΔS
T>2.8
Ответ: реакция пойдет при Т>298+2.8
Т> 300.8 К№3
ΔH=¾ΔQ
Ответ: 39745 Дж
№4
Дано:
N2 ¾ 1 моль
H2¾ 3 моль
А)
Общая энтропия системы:
+ 3 ∙ 
= 583.3В)
Энтропия при данной реакции будет:
№5
4.9гр. Х гр.
1 моль 2 моль
98 г. 112г.
ЭКОН =56/1=562Nкон =1л.
56/2=28 гр.
28гр ¾ 1л.
5.6 ¾ Х л.
Ответ: 200 мл.
Список используемой литературы:
1. Учебное пособие к лабораторному практикуму по химии, М., изд-во МАИ, 1984г.
2. Ахметов Н.С Общая и неорганическая химия, М., Высшая школа, 1980г.
3. В.В. Фролов Химия М., Высшая школа, 1986г.