சிறந்த வாயுக்களின் கலவையின் கிப்ஸ் ஆற்றல். இரசாயன திறன். தூய கரைப்பான் கொண்ட வாயு கட்ட கூறுகளின் இரசாயன திறன்

பல்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் செயல்முறைகளின் போது அமைப்புகளில் நிகழும் ஆற்றல் மாற்றங்கள் தொடர்புடைய வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. யு,எச்,ஜி,ஏ. இந்த செயல்பாடுகள் ஒரு சிறந்த செயல்முறைக்காக அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், இதில் ஒவ்வொரு பொருளின் அளவும் நிலையானதாகவும் ஒரு மோலுக்கு சமமாகவும் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், அவற்றின் மதிப்புகள் அமைப்பில் கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் அளவைப் பொறுத்து இருக்க வேண்டும், இது செயல்பாட்டின் போது மாறலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மூடிய அமைப்பில், ஒரு இரசாயன எதிர்வினை நிகழும்போது, ​​​​தொடக்கப் பொருட்களின் அளவு குறைகிறது மற்றும் பொருளின் மொத்த வெகுஜனத்தை பராமரிக்கும் போது தயாரிப்புகளின் அளவு அதிகரிக்கிறது (கணினியின் தரம் மற்றும் அளவு கலவை மாறுகிறது). வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாடுகளின் மதிப்புகளில் இந்த சூழ்நிலையின் செல்வாக்கை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள, வேதியியல் திறன் என்ற கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.

அமைப்பின் நிலையான என்ட்ரோபியின் நிலைமைகளின் கீழ் கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் அளவு அதிகரிப்புடன் ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றலின் அதிகரிப்பு மற்றும் அதன் அளவு, மற்ற பொருட்களின் நிலையான அளவுகளுடன், அழைக்கப்படுகிறது i-வது பொருளின் இரசாயன திறன்:

இரசாயன ஆற்றலின் மதிப்பைக் காட்டலாம் நான்நிலையான தொடர்புடைய அளவுருக்கள் மற்றும் பிற பொருட்களின் நிலையான அளவுகளுடன் நிகழும் செயல்முறைகளில் இந்த பொருளின் அளவு ஒரு மோலால் மாறும்போது வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாட்டில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் வது பொருளின் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

.

ஐசோபரிக்-சமவெப்ப செயல்முறைகளில், அளவு மாற்றத்துடன் கிப்ஸ் ஆற்றலில் மாற்றம் நான்- பொருள் வெளிப்பாடு மூலம் தீர்மானிக்கப்படும் dG= மீ i×dn i. ஒரு வேதியியல் எதிர்வினை நிகழும்போது, ​​எதிர்வினையில் பங்கேற்கும் அனைத்து பொருட்களின் அளவும் மாறுகிறது dG= எஸ்.எம் நான் × டிஎன் ஐ.

ஐசோபரிக்-சமவெப்ப நிலைகளின் கீழ் நிகழும் ஒரு இரசாயன எதிர்வினைக்கான சமநிலை நிலை, டி ஆர் ஜி=0, எனவே , எஸ்.எம் i×dn i= 0. எதிர்வினை nக்கு ஏ A+n பி B=n உடன்சி+என் ஈசமநிலை நிலை Sm ஆக இருக்கும் நான் × n நான்= 0,

(மீ c× n C+மீ d× n டி)–(எம் ஒரு × n A+மீ b × n பி)=0.

இரசாயன ஆற்றல் உள்ளது என்பது தெளிவாகிறது நான்-வது பொருள் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு அதன் அளவைப் பொறுத்தது - பொருளின் செறிவைப் பொறுத்தது. இரண்டு இலட்சிய வாயுக்களின் ஐசோபாரிக்-ஐசோதெர்மல் கலவையின் போது கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கருத்தில் கொண்டு இந்த சார்புநிலையைப் பெறலாம்.

இரண்டு சிறந்த வாயுக்கள், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு பகிர்வு மூலம் பிரிக்கப்பட்டு, தொகுதிகளை ஆக்கிரமிக்கட்டும் வி 1 மற்றும் வி 2 முறையே (படம் 5.5).

அரிசி. 5-5 பரஸ்பர பரவலின் விளைவாக ஐசோபரிக்-சமவெப்ப நிலைகளின் கீழ் இரண்டு சிறந்த வாயுக்களின் கலவை

முதல் வாயுவின் அளவு ஒரு மோலுக்கு சமம் (n 1 = 1), இரண்டாவது n 2 ஆகும். நீங்கள் பகிர்வை அகற்றினால், பரஸ்பர பரவலின் விளைவாக வாயுக்களின் கலவை ஏற்படுகிறது. ஒவ்வொரு வாயுவும் அமைப்பின் முழு அளவையும் ஆக்கிரமிக்கும், மேலும் ஒவ்வொன்றின் அளவும் இருக்கும் வி 1 +வி 2. இந்த வழக்கில், ஒவ்வொரு வாயுவின் செறிவு (ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு பொருளின் அளவு) குறையும். ஒவ்வொரு வாயுவும் நிலையான அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் விரிவாக்க வேலையைச் செய்யும். வெளிப்படையாக, இந்த செயல்முறையின் விளைவாக, கணினியின் கிப்ஸ் ஆற்றல் சரியான விரிவாக்க வேலையின் அளவு குறையும்.

முதல் வாயுவின் செறிவு குறைவதன் விளைவாக கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் அதன் விரிவாக்க வேலைக்கு சமமாக இருக்கும். முதல் வாயு விரிவாக்கத்தின் வேலை பின்வருமாறு தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

dA=ப 0 × டி.வி, என்று கருதி ப× வி=n× ஆர்× டிமற்றும் n 1 =1,

® ஏ=–ஆர்× டி×எல்என்.

இலட்சிய வாயுக்களின் சம அளவுகள் அதே எண்ணிக்கையிலான பொருளின் மோல்களைக் கொண்டிருப்பதால்,

,

எங்கே எக்ஸ் 1 - 1 வது வாயுவின் மோல் பகுதி; ப 1 - 1 வது வாயுவின் பகுதி அழுத்தம்; ஆர் 0 = 1.013 × 10 5 Pa - நிலையான அழுத்தம்; உடன் 1 - 1 வது வாயுவின் மோலார் செறிவு; உடன் 0 =1 mol/l நிலையான செறிவு.

இதனால், 1வது வாயுவின் கிப்ஸ் ஆற்றல் D அளவால் மாறும் ஜி 1 =ஆர்× டி×எல்என் எக்ஸ் 1 . n 1 =1 mol என்பதால், வெளிப்படையாக, D f ஜி ஐ=D f ஜி 0 i+R× டி×எல்என் Xi.

எனவே, ஒரு பொருளின் வேதியியல் திறன் கலவையில் அதன் செறிவைப் பொறுத்தது:

மீ நான்= மீ நான் 0 + ஆர்× டி×எல்என் X i, எம் நான்= மீ நான் 0 + ஆர்× டி×எல்என் , எம் நான்= மீ நான் 0 + ஆர்× டி×எல்என் .

இரசாயன ஆற்றலின் இந்த செறிவு சார்புகள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும் சிறந்த வாயுக்கள் மற்றும் தீர்வுகள். உண்மையான வாயுக்கள் மற்றும் தீர்வுகளில் உள்ள மூலக்கூறு இடைவினைகள் சிறந்த அமைப்புகளுக்கு பெறப்பட்ட மதிப்புகளிலிருந்து கணக்கிடப்பட்ட இரசாயன ஆற்றல்களின் விலகலுக்கு வழிவகுக்கும். இதை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்காக, fugacity மற்றும் செயல்பாடு பற்றிய கருத்துக்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.

Fugacity f(வாலட்டிலிட்டி) என்பது உண்மையான வாயு கலவைகளின் பண்புகளை விவரிக்கப் பயன்படும் வெப்ப இயக்கவியல் அளவு. வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் அமைப்பின் கலவை ஆகியவற்றில் ஒரு சிறந்த வாயுவின் இரசாயன ஆற்றலின் சார்புநிலையை வெளிப்படுத்தும் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்த இது அனுமதிக்கிறது. இந்த வழக்கில், வாயு கலவையின் ஒரு கூறுகளின் பகுதி அழுத்தம் p iஅதன் fugacity மூலம் மாற்றப்பட்டது f i. வாயு கலவையின் ஒரு கூறுகளின் பயனுள்ள பகுதி அழுத்தம் குறைவதற்கு இடைக்கணிப்பு தொடர்பு வழிவகுக்கிறது. இதை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்கு, பகுதி அழுத்த மதிப்பு ஃபுகாசிட்டி குணகத்தால் பெருக்கப்படுகிறது (g நான்<1).Очевидно, что при p i®0 கிராம் நான்®1 மற்றும் f i® p i.

இலட்சியமானவற்றைப் போலல்லாமல், உண்மையான தீர்வுகளில் மின்னாற்பகுப்பு விலகலின் விளைவாக உருவான அயனிகளுக்கு இடையே மூலக்கூறு இடைவினைகள் மற்றும் இடைவினைகள் உள்ளன. உண்மையான தீர்வுகளில் மூலக்கூறுகள் மற்றும் அயனிகளின் பயனுள்ள செறிவு குறைகிறது என்பதற்கு இது வழிவகுக்கிறது. எனவே, இரசாயன ஆற்றலைக் கணக்கிடும் போது, ​​அவை செறிவுக்குப் பதிலாகப் பயன்படுத்துகின்றன உடன்அளவு செயல்பாடு a. செயல்பாடு மற்றும் மோலார் செறிவு நான்- கூறுகள் உறவால் தொடர்புடையவை மற்றும் நான்=g நான்× சி ஐ, எங்கே ஜி நான்- மோலார் செயல்பாட்டு குணகம் (g நான்<1). Очевидно, что при சி ஐ®0 கிராம் நான்®1 மற்றும் மற்றும் நான்® சி ஐ.

கட்டுப்பாட்டு கேள்விகள்.

1. வெப்ப இயக்கவியல் அமைப்பு, அளவுருக்கள் மற்றும் மாநில செயல்பாடுகள். வெப்ப இயக்கவியல் செயல்முறை.

2. வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி. உள் ஆற்றல் மற்றும் என்டல்பி.

3. இரசாயன எதிர்வினையின் வெப்ப விளைவு. ஒரு பொருளின் உருவாக்கத்தின் என்டல்பி.

4. என்டல்பியின் வெப்பநிலை சார்பு.

5. என்ட்ரோபி. வெப்ப இயக்கவியலின் இரண்டாவது விதி.

7. கிப்ஸ் ஆற்றல் மதிப்பின் வெப்பநிலை சார்பு.

8. கிப்ஸ் ஆற்றலின் செறிவு சார்பு. செயல்பாடு மற்றும் மறைதல்.

9. ஒரு இரசாயன எதிர்வினையின் வெப்ப விளைவின் வெப்ப இயக்கவியல் கணக்கீடுகள்.

10 ஒரு இரசாயன எதிர்வினையின் வெப்ப இயக்கவியல் சாத்தியத்தின் மதிப்பீடு.

ஒரு இரசாயன எதிர்வினை மற்றும் தீர்வுகளில் பல செயல்முறைகளின் முக்கிய அம்சம் அமைப்பின் கலவையில் மாற்றம் ஆகும். எனவே, பல்வேறு செயல்முறைகளின் போது அமைப்பின் ஆற்றலில் மொத்த மாற்றம் வெப்ப இயக்கவியல் அளவுருக்கள் (பி, வி, டி, எஸ் போன்றவை) மட்டுமல்ல, செயல்பாட்டில் பங்கேற்கும் பொருளின் அளவையும் சார்ந்துள்ளது. உதாரணமாக கிப்ஸ் ஆற்றலைப் பார்ப்போம்.

எனவே, G = f (P, T, n 1, n 2, n 3 .....)

எப்போது P, T = const

G = f (n 1, n 2, n 3)

கிப்ஸ் ஆற்றலில் மொத்த மாற்றம்:

அளவு - இரசாயன ஆற்றல் என்று அழைக்கப்படுகிறது.

i-வது கூறுகளின் இரசாயன ஆற்றல்கொடுக்கப்பட்ட வாயுவின் அளவு (1 மோலுக்கு), நிலையான P மற்றும் T மற்றும் பிற வாயுக்களின் நிலையான அளவுகளில் (அடையாளம் "n i தவிர") அளவற்ற மாற்றத்துடன் முழு அமைப்பின் கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றமாகும்.

ஒரு தனிப்பட்ட வாயுவின் இரசாயன ஆற்றல்,, இந்த வாயுவின் ஒரு மோலின் கிப்ஸ் ஆற்றலுக்குச் சமம், நிலையான P மற்றும் T. இரசாயன ஆற்றலை ஹெல்ம்ஹோல்ட்ஸ் ஆற்றலின் அடிப்படையில் வெளிப்படுத்தலாம்:

T = const இல், இரசாயன ஆற்றல் அழுத்தம் சார்ந்தது.

- தனிப்பட்ட எரிவாயுக்கு.

- ஒரு கலவையில் எரிவாயு,

நிலையான இரசாயன ஆற்றல்கள் எங்கே (P i = 1 இல்)

மடக்கையின் கீழ் P இன் மதிப்பு தொடர்புடையது, அதாவது நிலையான அழுத்தத்துடன் தொடர்புடையது, எனவே பரிமாணமற்றது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

வளிமண்டலத்தில் அழுத்தம் வெளிப்படுத்தப்பட்டால், அது 1 atm ஐக் குறிக்கிறது. , பாஸ்கல்ஸில் இருந்தால் - 1.0133 × 10 5 Pa வரை; mm.Hg இல் இருந்தால். - 760 mmHg வரை. உண்மையான வாயுவைப் பொறுத்தவரை, அழுத்தத்திற்குப் பதிலாக, நாம் ஒப்பீட்டு ஃப்யூகசிட்டியை மாற்றுகிறோம்:

- தனிப்பட்ட எரிவாயுக்கு

- ஒரு கலவையில் வாயுவுக்கு

சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்கான எடுத்துக்காட்டுகள்

V(N 2) = 200 மீ 3; வி(அவர்) = 500 மீ 3 ;

T (N 2) = 700 K; டி (அவர்) = 300 கே

தீர்வு : சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி DS கலத்தல் கணக்கிடப்படுகிறது

DS= - ஆர்.

இரண்டு வாயுக்களின் அழுத்தமும் வெப்பநிலையும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால் இந்தச் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம். இந்த வழக்கில், அழுத்தங்கள் சமமாக இருக்கும், மற்றும் வாயுக்களை கலக்கும் போது வெப்பநிலை சமமாக இருக்கும், எனவே Tx கலவையின் வெப்பநிலையை கண்டுபிடிப்பது அவசியம். கலக்கும்போது, ​​நைட்ரஜனின் வெப்பநிலை குறைகிறது, அதாவது நைட்ரஜன் சில அளவு வெப்பத்தை ஹீலியத்திற்கு மாற்றுகிறது, மேலும் ஹீலியம் இந்த வெப்பத்தை ஏற்றுக்கொண்டு அதன் வெப்பநிலையை அதிகரிக்கிறது. முழுமையான மதிப்பில், வெப்பத்தின் அளவு ஒன்றுதான், ஆனால் அறிகுறிகள் வேறுபட்டவை, எனவே, வெப்ப சமநிலை சமன்பாட்டை உருவாக்க, வெப்பங்களில் ஒன்றை எதிர் குறியுடன் எடுக்க வேண்டும், அதாவது Q (N 2) = - கே (அவர்)

C p = const எடுத்து, கிளாசிக்கல் கோட்பாட்டின் படி கணக்கிடுவோம். டயட்டோமிக் வாயுக்களுக்கான மோலார் வெப்ப திறன் Ср = 7/2 ஆர், மோனாடோமிக் வாயுக்களுக்கு С р = 5/2 ஆர், ஜே/மோல் கே; R = 8.31 J/mol K;

20,3 10 3 மச்சம்

மச்சம்

101. 10 3 (T x -700) = -422 10 3 (T x -300)

வெப்பநிலை சமமாகும்போது, ​​நைட்ரஜன் மற்றும் ஹீலியத்தின் என்ட்ரோபி மாறியது

= -62,5 . 10 3 ஜே/சி

இப்போது கலவையின் போது என்ட்ரோபியில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுகிறோம்

அமைப்பின் என்ட்ரோபியின் மொத்த மாற்றம் செயல்முறையின் அனைத்து நிலைகளின் என்ட்ரோபியில் ஏற்படும் மாற்றங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம்

DS = -62.5 10 3 +530 10 3 + 82.3 10 3 = 549 10 3 ஜே/சி

அமைப்பின் கலவையில் மாற்றம் செயல்முறையின் தன்மையை பாதிக்காது, எடுத்துக்காட்டாக, வேதியியல் சமநிலையின் நிலை. எதிர்வினையின் முக்கிய அளவுருக்களில் மாறி கலவையின் செல்வாக்கை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதில் கேள்வி எழுகிறது, இதில் முக்கியமானது கிப்ஸ் ஆற்றல்.

ஏனெனில் ஜிஒரு விரிவான அளவு, பின்னர் மோல்களின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்து அதன் பகுதி வழித்தோன்றல் ஒரு பகுதி மோலார் அளவு:

.

பகுதி மோலார் கிப்ஸ் ஆற்றல் "வேதியியல் திறன்" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஒரு கூறுகளின் இரசாயன ஆற்றல், இந்த கூறுகளின் 1 மோல் ஒரு ஐசோபாரிக்-ஐசோதெர்மல் செயல்பாட்டில் கணினியின் பெரிய அளவில் சேர்க்கப்படும்போது கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்திற்கு சமம், அமைப்பின் கலவை நிலையானதாக இருந்தால்:

செயல்முறையின் போக்கு இரசாயன ஆற்றலின் மதிப்பைப் பொறுத்தது.

செயல்முறை விரும்பிய திசையில் தொடர, இரசாயன ஆற்றலைக் குறைக்கும் நிபந்தனை பூர்த்தி செய்யப்பட வேண்டும்:

என்ன சமமான அல்லது

சமநிலை நிலை:.

PMV சொத்தின்படி (I கிப்-டுஹெம் சமன்பாடு):

மற்றும் கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தை எந்த கலவைக்கும் கணக்கிடலாம்.

ஹெஸ்ஸின் சட்டத்தின்படி:

ஒரு சிறந்த வாயுவின் இரசாயன ஆற்றல் அதன் கிப்ஸ் ஆற்றலுக்குச் சமம் அல்லது டி = கான்ஸ்டில் வேறுபட்ட வடிவத்தில் உள்ளது மற்றும் வாயுப் பொருளின் அளவு ஒரு மோல் ஆகும்.

எங்கே ,

இதில் μ* என்பது ஒருங்கிணைப்பு மாறிலி.

μ * ஐ தீர்மானிக்க, அழைக்கப்படும் யோசனையைப் பயன்படுத்தவும். நிலையான நிலை (P = 1 atm., T = 298 K), இது கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது

,

நிலையான இரசாயன ஆற்றல் எங்கே, இது சார்பு அழுத்தம்; - ஒரு சிறந்த வாயுவின் தற்போதைய பகுதி அழுத்தத்தின் விகிதம் நிலையான நிலைமைகளின் கீழ் அதன் அழுத்தத்திற்கு. சார்பு அழுத்தம் என்பது பரிமாணமற்ற அளவு, ஆனால் எண்ணியல் ரீதியாக தொடர்புடைய அழுத்தம் வாயுவின் பகுதி அழுத்தத்திற்கு சமம், இது வளிமண்டலங்களில் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது.

இரசாயன ஆற்றலில் மாற்றம்

சிறந்த வாயுக்களின் கலவை இருந்தால், கலவையின் ஒரு கூறுக்கு:

மற்றும்

ஒரு உண்மையான வாயுவின் சூழ்நிலையில், வாயு மூலக்கூறுகளின் பரஸ்பர தொடர்புகளை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வது அவசியம், இது கருத்தைப் பயன்படுத்தி கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது. மறைதல்ஒரு சிறந்த வாயுவின் இரசாயன ஆற்றலின் சமன்பாட்டில்:

ஒரு-கூறு அமைப்புக்கு

ஐடியல் வாயுக்களின் கலவைக்கு

இரண்டு சமன்பாடுகளிலும், நிலையான இரசாயன ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு வாயுவின் நிலையான நிலை 298 K மற்றும் 1 atm இல் ஒரு அனுமான வாயுவாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. ஒரு சிறந்த வாயுவின் பண்புகளுடன் ( =1, மற்றும் f 0 = ஆர் 0); - உறவினர் வாயு fugacity. உறவினர் பகுதி அழுத்தம் போன்றது, , எங்கே f 0 – நிலையான fugacity - நிலையான நிலையில் வாயுவின் fugacity, உறவினர் fugacity வளிமண்டலத்தில் வெளிப்படுத்தப்படும் fugacity எண்ணியல் சமமாக உள்ளது.

ஐடியல் வாயுவின் வேதியியல் திறனில் மாற்றம்:

ஒரு-கூறு அமைப்புக்கு

ஐடியல் வாயுக்களின் கலவைக்கு.

ஒரு சிறந்த தீர்வின் ஒரு கூறுகளின் இரசாயன ஆற்றல் வேறுபட்ட சமன்பாட்டால் விவரிக்கப்படுகிறது

இதில் x i என்பது கரைசலில் உள்ள கூறுகளின் மோல் பகுதி.

வேறுபட்ட சமன்பாட்டைத் தீர்த்த பிறகு, ஒருங்கிணைந்த வடிவம் பெறப்படுகிறது:

,

கரைசலின் தூய கூறுகளின் இரசாயன திறன் எங்கே; = f(டி, பொருளின் தன்மை)

கொடுக்கப்பட்டது படப்பிடிப்பு வீச்சுகலவையின் பண்புகள் அதன் கலவையைப் பொறுத்தது, அதாவது. கூறுகளின் உள்ளடக்கத்தில். கலவையை தீவிர மாறிகளில் வெளிப்படுத்துவது வசதியானது, அதாவது. கணினியின் அளவைச் சார்ந்து இல்லாத மாறிகள். இத்தகைய மாறிகள் குறிப்பாக பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன மோல் பின்னங்கள்மற்றும் செறிவு.

ஒரு கூறுகளின் மோல் பின்னம் என்பது கொடுக்கப்பட்ட கூறுகளின் அளவு மற்றும் அனைத்து கூறுகளின் அளவுகளின் கூட்டுத்தொகையின் விகிதமாகும். கூறுகள் ஏ, பி, சி, ..., அளவுகள் இருந்தால் ப ஏ,ஐ இன், ஐ வித், ..., பின்னர் மோல் பின்னம் சூத்திரத்தால் வழங்கப்படுகிறது

இந்த அளவு பரிமாணமற்றது. கட்டத்தின் அனைத்து கூறுகளின் மோல் பின்னங்களின் கூட்டுத்தொகை ஒற்றுமைக்கு சமம்:

செறிவு (மோலார்) என்பது கொடுக்கப்பட்ட கூறுகளின் அளவின் விகிதமாக அது அமைந்துள்ள தொகுதிக்கு வரையறுக்கப்படுகிறது:

(SI அலகு 1 mol/m3 ஆகும், இருப்பினும் 1 mol/dm3 அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகிறது.)

சிறந்த வாயுக்களின் கலவையைப் பொறுத்தவரை, மோல் பின்னத்திற்கும் செறிவுக்கும் இடையே ஒரு எளிய உறவு உள்ளது.

ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலையின் சமன்பாட்டைப் பயன்படுத்தி, நாம் எழுதலாம்:

இதிலிருந்து மற்றும் வரையறைகளிலிருந்து (4.20) மற்றும் (4.21) இது பின்வருமாறு:

என்பதையும் கவனிக்கவும் x,p = c^T.

குறிப்போம் ப!=எக்ஸ்/ப.சொத்து தொடர்பாக (4.20), தயாரிப்பு x$சொத்து உள்ளது

இது சம்பந்தமாக, ஒரு வாயு கலவையின் அழுத்தம், கலவையின் அதே வெப்பநிலையில் (டால்டனின் விதி) கூறுகள் ஒவ்வொன்றும் ஒரே அளவை ஆக்கிரமித்திருந்தால், அவை கொண்டிருக்கும் அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமம் என்று நாம் கூறலாம். அதனால் தான் ப 1 = எக்ஸ்/பகூறுகளின் பகுதி அழுத்தம் /" என்று அழைக்கப்படுகிறது.

எனவே, இலட்சிய வாயுக்களுக்கான உறவை (4.22) இவ்வாறு எழுதலாம்:

டால்டனின் விதி இலட்சிய வாயுக்களின் கலவைக்கு மட்டுமே செல்லுபடியாகும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், ஆனால் பகுதி அழுத்தத்தின் வரையறை ப 1 = x,p,அத்துடன் பகுதி அழுத்தங்களின் சொத்து (4.23) எந்த வாயுக் கலவைக்கும் செல்லுபடியாகும்.

இப்போது பின்வரும் சிந்தனை பரிசோதனையை (படம் 4.1) கருத்தில் கொள்வோம். ஒரு மூடிய அமைப்பு பிரிக்கப்பட்ட இரண்டு அறைகளைக் கொண்டுள்ளது அரை ஊடுருவக்கூடிய பகிர்வு,பொருள் B இன் மூலக்கூறுகளுக்கு ஊடுருவக்கூடியது அல்ல, ஆனால் பொருள் A இன் மூலக்கூறுகளுக்கு சுதந்திரமாக ஊடுருவக்கூடியது. (இந்த வகைப் பகிர்வுகள் அறியப்படுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, உலோக பல்லேடியம் ஹைட்ரஜன் மூலக்கூறுகளுக்கு ஊடுருவக்கூடியது, ஆனால் மற்ற வாயுக்களுக்கு ஊடுருவக்கூடியது.) பகிர்வு என்று வைத்துக்கொள்வோம். திடமான மற்றும் டையதர்மிக் ஆகும். வலது அறை A மற்றும் B வாயுக்களின் கலவையைக் கொண்டுள்ளது. செப்டம் அரை ஊடுருவக்கூடியதாக இருப்பதால், சமநிலையில் இடது அறையில் வாயு A உள்ளது, ஆனால் வாயு B இல்லை. இரண்டு அறைகளும் சமநிலையில் இரண்டு கட்டங்களாகக் கருதப்படலாம். இடது கட்டத்தின் நிலை மாறிகள் oc ஆல் குறிக்கப்பட்டால், வலது கட்டம் (3) ஆல் குறிக்கப்பட்டால், சமநிலை நிலைகள் வடிவம் கொண்டிருக்கும்:

ஏனெனில் பகிர்வு அறைகளுக்கு இடையே வெப்பம் மற்றும் பொருள் A பரிமாற்றத்தை தடுக்காது. இருப்பினும், அதை நிறைவேற்ற முடியாது Рв = Вв மற்றும் p a = pபி, பகிர்வு B மூலக்கூறுகளை கடந்து செல்ல அனுமதிக்காது மற்றும் கட்டங்களுக்கு இடையில் இயந்திர சமநிலையை தடுக்கிறது.

அறைகளில் அழுத்தம் மிகக் குறைவாக இருப்பதால் வாயுக்கள் சிறந்ததாகக் கருதப்படலாம் என்று வைத்துக்கொள்வோம். பின்னர் தூய வாயு A கொண்டிருக்கும் இடது அறைக்கு, சமன்பாடு (4.15) பொருந்தும்:

மறுபுறம், இலட்சிய வாயுக்களின் கலவைக்கு டால்டனின் விதி செல்லுபடியாகும், அதன்படி கலவையின் அழுத்தம் கலவையின் முழு அளவையும் தனித்தனியாக ஆக்கிரமித்தால் கூறுகள் கொண்டிருக்கும் அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகைக்கு சமமாக இருக்கும். கூறு A க்கு, இந்த அழுத்தம் பகுதி அழுத்தத்திற்கு சமம் p = x A p^.இந்தக் கூறு வலது அறையை மட்டும் ஆக்கிரமித்திருந்தால், அது இடது அறையில் உள்ள அதே அழுத்தத்தைக் கொண்டிருக்கும், ஏனெனில் அதற்கான பகிர்வு இல்லை. எனவே, டால்டனின் சட்டத்தின்படி, கலவையில் அதே அழுத்தத்தைக் கொண்டுள்ளது ஆர் ஏ = ஆர்^ மாற்றுதல் ஆர் ஏமுந்தைய சமன்பாட்டில் nahd/?* 3, நாம் பெறுகிறோம்:

கட்ட சமநிலையின் நிபந்தனையின் படி (B; மேலே பார்க்கவும்), p A = p^. அதனால்தான்:

இந்த சமன்பாட்டில், நிலையான வேதியியல் திறன் p A மட்டுமே இடது அறையிலிருந்து எஞ்சியிருக்கும், இருப்பினும், நிலையான நிலை ஒரு தூய வாயுவிற்கும் ஒரு வாயு கலவையின் ஒரு கூறுக்கும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும். எனவே, விளைந்த சமன்பாடு A + B கலவையின் கூறு A க்கு முற்றிலும் பொருந்தும் (படம் 4.1 இல் வலது அறை).

அரிசி. 4.1

வெளிப்படையாக, இந்த முடிவு சிறந்த வாயுக்களுக்கு பொதுவானது மற்றும் அரை ஊடுருவக்கூடிய பகிர்வுக்கான சோதனைக்கு மட்டுப்படுத்தப்படவில்லை. எனவே, நாம் கட்டப் பெயர்களைத் தவிர்த்துவிட்டு, சிறந்த வாயுக்களின் கலவையின் i-வது கூறுகளின் இரசாயனத் திறனுக்கான பொதுவான சமன்பாட்டை எழுதலாம். இதை வெவ்வேறு வழிகளில் எழுதலாம்:

தூய வாயுவின் இரசாயன ஆற்றல் / அழுத்தத்தில் ஆர்.

பதிவின் முதல் வடிவம் வேறுபட்டது, அது p, - கலவையின் மொத்த அழுத்தம் மற்றும் கலவையில் உள்ள கூறுகளின் உள்ளடக்கம் ஆகியவற்றின் தாக்கத்தை வேறுபடுத்துவதில்லை. ப 1இரண்டையும் சார்ந்துள்ளது. பகுதி அழுத்தத்தை அளவிடுவதற்கான சோதனை முறை எதுவும் இல்லை என்பதையும் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். அழுத்தத்தை மட்டுமே அளவிட முடியும் ஆர்மற்றும் தனித்தனியாக பகுப்பாய்வு வேதியியல் முறைகள் மூலம் மோல் பின்னம் x,-. சமன்பாடுகள் (4.25 b)மற்றும் (4.25#) கலவையின் அழுத்தம் மற்றும் வெளிப்படையான வடிவத்தில் கூறு உள்ளடக்கத்தின் மீது p இன் சார்புநிலையைக் காட்டுகிறது. சமன்பாடு (4.25d) p இன் சார்பை மட்டுமே காட்டுகிறது, - கொடுக்கப்பட்ட கலவை கூறுகளின் உள்ளடக்கத்தில் டிமற்றும் ஆர்.மதிப்பு p* என்பது prx கூறுகளின் இரசாயன ஆற்றல், = 1, அதாவது. தூய கூறு கொடுக்கப்பட்டது படப்பிடிப்பு கேலரிஇது நிலையான வேதியியல் திறன் p இலிருந்து வேறுபடுகிறது, இது அழுத்தத்தின் செயல்பாடாகும், அதே சமயம் p® என்பது ஒரு நிலையான அழுத்தத்தில் p = p e இல் தூய இலட்சிய வாயுவின் வேதியியல் திறன் ஆகும்.

எந்த வாயுவும், தூய அல்லது கூறுகளைக் கொண்டது, மாநிலத்தின் சிறந்த வாயு சமன்பாட்டிற்குக் கீழ்ப்படிகிறது pY = fyatமிகவும் துல்லியமானது குறைந்த அழுத்தம். எனவே, மேலே பெறப்பட்ட முடிவுகள் போதுமான குறைந்த அழுத்தத்தில் எந்த வாயு கலவைகளுக்கும் செல்லுபடியாகும். அழுத்தம் அதிகரிக்கும் போது, ​​இலட்சியத்திலிருந்து விலகல்கள் அதிகரிக்கும் மற்றும் பெறப்பட்ட முடிவுகள் குறைவான துல்லியமாக மாறும். உண்மையான வாயு கலவைகளின் பண்புகளின் துல்லியமான விளக்கத்தை வழங்க, (6.38) பகுதி அழுத்தங்களுக்குப் பதிலாக, சமன்பாட்டால் தீர்மானிக்கப்படும் கூறுகளின் தெளிவின்மை பயன்படுத்தப்படுகிறது:

மற்றும் சொத்து உள்ளது f t -> ஆர்,மணிக்கு ஆர்-> 0, ஏனெனில் (4.27) பூஜ்ஜிய அழுத்தத்தின் வரம்பில் (4.25a) உடன் ஒத்துப்போக வேண்டும்.

ஒரு தூய வாயுவைப் பொறுத்தவரை, ஃபுகாசிட்டி என்பது பயனுள்ள அழுத்தத்தின் பொருளைக் கொண்டுள்ளது, இதில் ஒரு உண்மையான வாயுவின் இரசாயனத் திறனும் சார்ந்துள்ளது. டி= const, ஒரு சிறந்த வாயுவின் இரசாயன ஆற்றல் எவ்வாறு சார்ந்துள்ளது. இதேபோல், ஒரு வாயு கலவையின் ஒரு கூறுகளின் தெளிவின்மை அதே பண்புடன் ஒரு பயனுள்ள பகுதி அழுத்தத்தின் பொருளைக் கொண்டுள்ளது. எவ்வாறாயினும், பகுதி அழுத்தங்களின் கூட்டுத்தொகை p அழுத்தத்திற்கு சமம் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், ஆனால் கூறுகளின் ஃப்யூகசிட்டியின் கூட்டுத்தொகை இயற்பியல் பொருளைக் கொண்ட எந்த மதிப்பிற்கும் சமமாக இருக்காது. (எனவே நாம் பேசக்கூடாது பகுதிமறைதல்.)

இரசாயன சாத்தியம் போன்ற ஒரு கூறுகளின் fugacity ஒரு செயல்பாடு ஆகும் டி, ஆர்மற்றும் கலவையின் கலவை. நிலையான வெப்பநிலை மற்றும் நிலையான கலவையில் அழுத்தத்தின் சார்பு (4.18a) போன்ற சூத்திரத்தால் வழங்கப்படுகிறது:

எங்கே f, = fjpj- கூறு fugacity குணகம் /; ஆர்- கலவை அழுத்தம்; ஆர்"- ஒருங்கிணைப்பு மாறி ( காலியாகமாறி); V t - -பாகத்தின் பகுதி மோலார் தொகுதி /.

பல்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் செயல்முறைகளின் போது அமைப்புகளில் நிகழும் ஆற்றல் மாற்றங்கள் தொடர்புடைய வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. யு,எச்,ஜி,ஏ. இந்த செயல்பாடுகள் ஒரு சிறந்த செயல்முறைக்காக அறிமுகப்படுத்தப்பட்டன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், இதில் ஒவ்வொரு பொருளின் அளவும் நிலையானதாகவும் ஒரு மோலுக்கு சமமாகவும் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், அவற்றின் மதிப்புகள் அமைப்பில் கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் அளவைப் பொறுத்து இருக்க வேண்டும், இது செயல்பாட்டின் போது மாறலாம். எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு மூடிய அமைப்பில், ஒரு இரசாயன எதிர்வினை நிகழும்போது, ​​​​தொடக்கப் பொருட்களின் அளவு குறைகிறது மற்றும் பொருளின் மொத்த வெகுஜனத்தை பராமரிக்கும் போது தயாரிப்புகளின் அளவு அதிகரிக்கிறது (கணினியின் தரம் மற்றும் அளவு கலவை மாறுகிறது). வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாடுகளின் மதிப்புகளில் இந்த சூழ்நிலையின் செல்வாக்கை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள, வேதியியல் திறன் என்ற கருத்து அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது.

அமைப்பின் நிலையான என்ட்ரோபியின் நிலைமைகளின் கீழ் கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் அளவு அதிகரிப்புடன் ஒரு அமைப்பின் உள் ஆற்றலின் அதிகரிப்பு மற்றும் அதன் அளவு, மற்ற பொருட்களின் நிலையான அளவுகளுடன், அழைக்கப்படுகிறது i-வது பொருளின் இரசாயன திறன்:

இரசாயன ஆற்றலின் மதிப்பைக் காட்டலாம் நான்நிலையான தொடர்புடைய அளவுருக்கள் மற்றும் பிற பொருட்களின் நிலையான அளவுகளுடன் நிகழும் செயல்முறைகளில் இந்த பொருளின் அளவு ஒரு மோலால் மாறும்போது வெப்ப இயக்கவியல் செயல்பாட்டில் ஏற்படும் மாற்றத்தால் வது பொருளின் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

.

ஐசோபரிக்-சமவெப்ப செயல்முறைகளில், அளவு மாற்றத்துடன் கிப்ஸ் ஆற்றலில் மாற்றம் நான்- பொருள் வெளிப்பாடு மூலம் தீர்மானிக்கப்படும் dG= மீ i×dn i. ஒரு வேதியியல் எதிர்வினை நிகழும்போது, ​​எதிர்வினையில் பங்கேற்கும் அனைத்து பொருட்களின் அளவும் மாறுகிறது dG= எஸ்.எம் நான் × டிஎன் ஐ.

ஐசோபரிக்-சமவெப்ப நிலைகளின் கீழ் நிகழும் ஒரு இரசாயன எதிர்வினைக்கான சமநிலை நிலை, டி ஆர் ஜி=0, எனவே , எஸ்.எம் i×dn i= 0. எதிர்வினை nக்கு மற்றும் ஏ+n பி பி= என் சி உடன்+n DDசமநிலை நிலை Sm ஆக இருக்கும் நான் × n நான்= 0,

(மீ c× n C+மீ d× n டி)–(எம் ஒரு × n A+மீ b × n பி)=0.

இரசாயன ஆற்றல் உள்ளது என்பது தெளிவாகிறது நான்-வது பொருள் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு அதன் அளவைப் பொறுத்தது - பொருளின் செறிவைப் பொறுத்தது. இரண்டு இலட்சிய வாயுக்களின் ஐசோபாரிக்-ஐசோதெர்மல் கலவையின் போது கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கருத்தில் கொண்டு இந்த சார்புநிலையைப் பெறலாம்.

இரண்டு சிறந்த வாயுக்கள், நிலையான நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு பகிர்வு மூலம் பிரிக்கப்பட்டு, தொகுதிகளை ஆக்கிரமிக்கட்டும் வி 1 மற்றும் வி 2 முறையே (படம் 1.5). முதல் வாயுவின் அளவு ஒரு மோலுக்கு சமம் (n 1 = 1), இரண்டாவது n 2 ஆகும். நீங்கள் பகிர்வை அகற்றினால், பரஸ்பர பரவலின் விளைவாக வாயுக்களின் கலவை ஏற்படுகிறது. ஒவ்வொரு வாயுவும் அமைப்பின் முழு அளவையும் ஆக்கிரமிக்கும், மேலும் ஒவ்வொன்றின் அளவும் இருக்கும் வி 1 +வி 2. இந்த வழக்கில், ஒவ்வொரு வாயுவின் செறிவு (ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு பொருளின் அளவு) குறையும். ஒவ்வொரு வாயுவும் நிலையான அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலையில் விரிவாக்க வேலையைச் செய்யும். வெளிப்படையாக, இந்த செயல்முறையின் விளைவாக, கணினியின் கிப்ஸ் ஆற்றல் சரியான விரிவாக்க வேலையின் அளவு குறையும்.

அரிசி. 1.5 ஐசோபரிக்-சமவெப்ப நிலைகளின் கீழ் இரண்டு சிறந்த வாயுக்களை கலத்தல்

பரஸ்பர பரவலின் விளைவாக

முதல் வாயுவின் செறிவு குறைவதன் விளைவாக கிப்ஸ் ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் அதன் விரிவாக்க வேலைக்கு சமமாக இருக்கும். முதல் வாயு விரிவாக்கத்தின் வேலை பின்வருமாறு தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

dA=ப 0 × டி.வி, என்று கருதி ப× வி=n× ஆர்× டிமற்றும் n 1 =1,

® ஏ=–ஆர்× டி×எல்என்.

இலட்சிய வாயுக்களின் சம அளவுகள் அதே எண்ணிக்கையிலான பொருளின் மோல்களைக் கொண்டிருப்பதால்,

,

எங்கே எக்ஸ் 1 - 1 வது வாயுவின் மோல் பகுதி; ப 1 - 1 வது வாயுவின் பகுதி அழுத்தம்; ஆர் 0 = 1.013 × 10 5 Pa - நிலையான அழுத்தம்; உடன் 1 - 1 வது வாயுவின் மோலார் செறிவு; உடன் 0 =1 mol/l நிலையான செறிவு.

இதனால், 1வது வாயுவின் கிப்ஸ் ஆற்றல் D அளவால் மாறும் ஜி 1 =ஆர்× டி×எல்என் எக்ஸ் 1 . n 1 =1 mol என்பதால், வெளிப்படையாக, D எஃப் ஜி ஐ டி=D f ஜி 0 iT+R× டி×எல்என் Xi.

எனவே, ஒரு பொருளின் வேதியியல் திறன் கலவையில் அதன் செறிவைப் பொறுத்தது:

மீ நான்= மீ நான் 0 + ஆர்× டி× lnX நான், எம் நான்= மீ நான் 0 + ஆர்× டி×எல்என் , எம் நான்= மீ நான் 0 + ஆர்× டி×எல்என் .

இரசாயன ஆற்றலின் இந்த செறிவு சார்புகள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும் சிறந்த வாயுக்கள் மற்றும் தீர்வுகள். உண்மையான வாயுக்கள் மற்றும் தீர்வுகளில் உள்ள மூலக்கூறு இடைவினைகள் சிறந்த அமைப்புகளுக்கு பெறப்பட்ட மதிப்புகளிலிருந்து கணக்கிடப்பட்ட இரசாயன ஆற்றல்களின் விலகலுக்கு வழிவகுக்கும். இதை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்காக, fugacity மற்றும் செயல்பாடு பற்றிய கருத்துக்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன.

Fugacity f(வாலட்டிலிட்டி) என்பது உண்மையான வாயு கலவைகளின் பண்புகளை விவரிக்கப் பயன்படும் வெப்ப இயக்கவியல் அளவு. வெப்பநிலை, அழுத்தம் மற்றும் அமைப்பின் கலவை ஆகியவற்றில் ஒரு சிறந்த வாயுவின் இரசாயன ஆற்றலின் சார்புநிலையை வெளிப்படுத்தும் சமன்பாடுகளைப் பயன்படுத்த இது அனுமதிக்கிறது. இந்த வழக்கில், வாயு கலவையின் ஒரு கூறுகளின் பகுதி அழுத்தம் p iஅதன் fugacity மூலம் மாற்றப்பட்டது f i. வாயு கலவையின் ஒரு கூறுகளின் பயனுள்ள பகுதி அழுத்தம் குறைவதற்கு இடைக்கணிப்பு தொடர்பு வழிவகுக்கிறது. இதை கணக்கில் எடுத்துக்கொள்வதற்கு, பகுதி அழுத்த மதிப்பு ஃபுகாசிட்டி குணகத்தால் பெருக்கப்படுகிறது (g நான்<1).Очевидно, что при p i®0 கிராம் நான்®1 மற்றும் f i® p i.

இலட்சியமானவற்றைப் போலல்லாமல், உண்மையான தீர்வுகளில் மின்னாற்பகுப்பு விலகலின் விளைவாக உருவான அயனிகளுக்கு இடையே மூலக்கூறு இடைவினைகள் மற்றும் இடைவினைகள் உள்ளன. உண்மையான தீர்வுகளில் மூலக்கூறுகள் மற்றும் அயனிகளின் பயனுள்ள செறிவு குறைகிறது என்பதற்கு இது வழிவகுக்கிறது. எனவே, இரசாயன ஆற்றலைக் கணக்கிடும் போது, ​​அவை செறிவுக்குப் பதிலாகப் பயன்படுத்துகின்றன உடன்அளவு செயல்பாடு a. செயல்பாடு மற்றும் மோலார் செறிவு நான்- கூறுகள் உறவால் தொடர்புடையவை மற்றும் நான்=g நான்× சி ஐ, எங்கே ஜி நான்- மோலார் செயல்பாட்டு குணகம் (g நான்<1). Очевидно, что при சி ஐ®0 கிராம் நான்®1 மற்றும் மற்றும் நான்® சி ஐ.