Izoterma reakcji - Polski Serwis Naukowy

Izoterma reakcji (izoterma van 't Hoffa) – zależność powinowactwa chemicznego reakcji (A) od stałej równowagi reakcji (K) i rzeczywistych stężeń substratów i produktów reakcji w środowisku reakcji oraz warunków fizycznych (np. ciśnienia i temperatury).

W przypadku reakcji chemicznej, przebiegającej w temperaturze T, opisanej ogólnym równaniem:

Energia swobodna Helmholtza - w termodynamice to funkcja stanu i potencjał termodynamiczny - odpowiada tej części energii wewnętrznej, która może być w danym procesie uwolniona na zewnątrz układu w formie pracy lub ciepła przy stałej temperaturze i objętości.

Termodynamika chemiczna – dział chemii fizycznej, stosujący zasady termodynamiki do badań reakcji chemicznych i procesów fizykochemicznych, wykorzystujący fenomenologiczne pojęcia potencjału chemicznego i aktywności składników układu w celu określania kierunku przemian, zmierzających do stanu termodynamicznej równowagi, oraz energetycznych efektów tych przemian – ilości energii, wymienianej między badanym układem i jego otoczeniem (ciepło i praca). Termodynamika chemiczna jest teoretyczną podstawą technologii i inżynierii chemicznej, dotyczy też tzw. procesów nieodwracalnych, przebiegających w układach otwartych termodynamicznie, w skali molekularnej (np. energetyka procesów życiowych) lub w skali kosmicznej (np. struktury dyssypatywne we Wszechświecie).

a A + b B ⇌ c C + d D

izoterma van 't Hoffa ma postać: $A = RT (ln \frac{c_C^c c_D^d}{c_A^a c_B^b} - ln K_c)$

gdzie: ci – stężenia molowe reagentów (A, B, C i D), Kc – stała równowagi (analogiczny iloraz stężeń reagentów w stanie równowagi), R – stała gazowa.

Powinowactwo chemiczne (A) jest wyrażane w warunkach T,p = const przez zmianę entalpii swobodnej Gibbsa (ΔG, potencjał izotermiczno-izobaryczny), a w warunkach T,v = const przez zmianę energii swobodnej Helmholtza (ΔF, potencjał izotermiczno-izochoryczny).

Przedstawiona forma równania izotermy odnosi się do reakcji w rozcieńczonych roztworach. W przypadku reakcji w roztworach stężonych zamiast stężeń stosuje się ich aktywności, a w przypadku reakcji gazowych – ich ciśnienia cząstkowe.

Stała równowagi - współczynnik opisujący stan równowagi odwracalnych reakcji chemicznych. Stała ta jest równa ilorazowi reakcji w stanie doskonałej równowagi, t.j. w sytuacji gdy szybkość reakcji w stronę od substratów do produktów i od produktów do substratów jest dokładnie taka sama.

Wydawnictwa Naukowo-Techniczne (WNT) – polskie wydawnictwo założone w roku 1949 z siedzibą w Warszawie. Do roku 1961 funkcjonowało pod nazwą Państwowe Wydawnictwa Techniczne.

Izoterma reakcji umożliwia przewidywanie kierunku reakcji chemicznej (biegnącej samorzutnie w taką stronę stanu o najniższej energii). Nie określa szybkości tych reakcji – zagadnień kinetyki reakcji dotyczy empiryczna „reguła van 't Hoffa” oraz równanie Arrheniusa.

Przypisy

↑ Chemia. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1993, s. 313, 581, seria: Encyklopedia techniki. ISBN 83 204 1312 5.
↑ Józef Szarawara: "Termodynamika chemiczna". Warszawa: WNT, 1969, s. 54–57,270–274.
↑ Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. Wyd. 2 popr. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 468–477. ISBN 83-01-00152-6.

Zobacz też

termodynamika chemiczna

układ termodynamiczny