ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

3. Движущая сила химических реакций

3.4. Свободная энергия Гиббса реакции

Каждая реакция характеризуется двумя тенденциями:

♦ система веществ стремится перейти в состояние с как можно меньшей энтальпией;

♦ система веществ стремится перейти в состояние с как можно большей энтропией.

Поэтому реакция

проходит самовольно в ту сторону, где снижается энтальпия реакции и растет энтропия. Обе величины объединяют в так называемом уравнении Гиббса-Гельмгольца:

∆G_R - свободная энергия реакции Гиббса;

∆Н_R - энтальпия реакции;

∆S_R - энтропия реакции;

Т - абсолютная температура.

Реакции, в которых свободная энергия Гиббса снижается, ∆G_r 0, называют екзоергічними реакциями. После возможной активации эти реакции проходят самовольно - спонтанные реакции.

Реакции, свободная энергия которых ∆G_R > 0, называют ендоергічними реакциями. Эти реакции, несмотря на возможную активацию, проходят только при дальнейшем и постоянном поступлении энергии - спонтанно не проходят.

Пример. Приведенная выше реакция гидроген хлорида и аммиака при стандартных условиях (25 °С) ∆G⁰_R:

∆G⁰_r = -176,9 кДж/моль - [298 К ∙ (-0,2846 кДж/моль ∙ К)],

∆G⁰_R = -176,9 кДж/моль + 84,8 кДж/моль = -92,1 кДж/моль.

Следовательно, реакция происходит спонтанно с образованием аммоний хлорида.

Обратная реакция, т.е. разложения аммоний хлорида на водород хлорид и аммиак, происходить при аналогичных условиях не будет, она проходит только при постоянном поступлении энергии.