Химическая термодинамика

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Хими́ческая термодина́мика — раздел физической химии, изучающий процессы взаимодействия веществ методами термодинамики. Применение термодинамического подхода к химическим реакциям основано на том, что в фундаментальном уравнении Гиббса в качестве переменных можно использовать как массы или количества независимых компонентов, — если условия задачи не требуют детального рассмотрения химического равновесия, — так и массы (количества) составляющих веществ совместно с уравнениями связи, описывающими химические реакции, — когда требуется подробное описание химического равновесия[1][2].

С целью упрощения рассмотрения химических реакций, протекающих в закрытых системах, применяют предложенный Т. де Донде[англ.] метод, основанный на использовании химической переменной. Этот способ рассмотрения, в отличие от подхода Гиббса, пригоден только для закрытых термодинамических систем[3][4].

Основными направлениями химической термодинамики являются:

  1. Классическая химическая термодинамика, изучающая термодинамическое равновесие вообще.
  2. Термохимия, изучающая тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции.
  3. Теория растворов, моделирующая термодинамические свойства вещества исходя из представлений о молекулярном строении и данных о межмолекулярном взаимодействии.

Химическая термодинамика тесно соприкасается с такими разделами химии, как

Первое начало термодинамики

Приращение внутренней энергии системы в некотором процессе равно теплоте, полученной системой, плюс работа, совершённая над системой в этом процессе.

История

Развитие химической термодинамики шло одновременно двумя путями: термохимическим и термодинамическим.

Возникновением термохимии как самостоятельной науки следует считать открытие Германом Ивановичем Гессом, профессором Петербургского университета, взаимосвязи между тепловыми эффектами химических реакций --- законы Гесса.

В 1867 г. на основе термохимии Марселен Бертло предложил одну из первых теорий химического сродства, объясняющую направление течения химических реакций.

Общие достижения термодинамики, как раздела теоретической химии, отразившиеся в учении об энтропии, привели к возникновению другого метода исследований, не связанному с отрицательно зарекомендовавшей себя теорией химического сродства.

Основы классической химической термодинамики были заложены в работе Джозайи Уилларда Гиббса «О равновесии гетерогенных веществ» (1878), в которой были разработаны графический метод изображения состояний вещества, метод термодинамических потенциалов и установлено правило фаз.

Методы Гиббса, разрабатывавшиеся также Пьером Дюэмом, дали большой толчок в развитии приложений термодинамики, поскольку были значительно проще метода круговых процессов, требовавших придумывать гипотетические процессы, замыкавшие некоторый исследуемый процесс в круговой.

Примечания

  1. ↑ Борщевский А. Я., Физическая химия, т. 1, 2017, с. 444.
  2. ↑ Путилов К. А., Термодинамика, 1971, с. 232.
  3. ↑ Борщевский А. Я., Физическая химия, т. 1, 2017, с. 446.
  4. ↑ Воронин Г. Ф., Основы термодинамики, 1987, с. 70.

Литература

  • Акопян А. А. Химическая термодинамика. — М.: Высшая школа, 1963. — 527 с.
  • Барри Т., Дейвис Р., Дженкинс Дж., Гиббонс Р. Прикладная химическая термодинамика: Модели и расчеты. Пер. с англ. 1988. — 282 с.
  • Борщевский А. Я. Физическая химия. Том 1 online. Общая и химическая термодинамика. — М.: Инфра-М, 2017. — 868 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — ISBN 978-5-16-104227-4.
  • Воронин Г. Ф. Основы термодинамики. — М.: Издательство Моск. университета, 1987. — 192 с.
  • Глазов В. М., Павлова Л. М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия: Двухкомпонентные металлические и полупроводниковые системы. 1981. — 336 с
  • Додж Б. Ф. Химическая термодинамика. Пер. с англ. 1950. — 788 с.
  • Еремин Е. Н. Основы химической термодинамики. Изд. 2-е. 1978. — 392 с.
  • Карапетьянц М. Х. Примеры и задачи по химической термодинамике. Изд. 4-е. 1974. — 304 с.
  • Математика в химической термодинамике Сборник статей. 1980. 196 с.
  • Математические методы химической термодинамики. Сборник статей. 1982. — 220 с
  • Математические задачи химической термодинамики. Сборник статей. 1985. — 242 с
  • Мюнстер А. Химическая термодинамика. Перевод с немецкого. 1971. — 296 с. (Изд. 2-е. 2002. — 296 с.)
  • Полторак О. М. Лекции по химической термодинамике (общая и статистическая термодинамика) 1971. — 256 с
  • Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, 1966. 510 с.
  • Путилов К. А. Термодинамика / Отв. ред. М. Х. Карапетьянц. — М.: Наука, 1971. — 376 с.
  • Химическая термодинамика : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Химическая технология и биотехнология» и химико-технологическим подготовки дипломированных специалистов / В. В. Буданов, А. И. Максимов; под ред. О. И. Койфмана. — Москва : Академкнига, 2007. — 311 с.; 22 см. — (Учебное пособие для вузов).; ISBN 978-5-94628-300-7

См. также