Третий закон термодинамики

Все вышеприведенные формулы позволяют определить изменение энтропии DS. Абсолютное значение энтропии S вещества можно вычислить, используя постулат Планка, согласно которому энтропия правильно построенного кристалла индивидуального вещества равна нулю при температуре абсолютного нуля (0 К). Этот постулат считается третьим законом термодинамики.

Термодинамические потенциалы.

Функции состояния, изменение которых можно выразить через работу, которые называются термодинамическими потенциалами. Рассмотрим основные из них.

1. Изохорно-изотермический потенциал (свободная энергия Гельмгольца F). Изменение энергии Гельмгольца.

DF = DU – TDS

DF = –DА

DF < 0, самопроизвольный процесс возможен.

2. Изобарно-изотермический потенциал (свободная энергия Гиббса G). Изменение энергии Гиббса:

DG = DU + pDV – TDS

DG = –DА

DG < 0, самопроизвольный процесс возможен.

Задание. Возможен ли термодинамический процесс получения анилина из хлорбензола и аммиака по уравнению

С₆H₅Cl_(ж) + NH_3(г) ⇆ С₆H₅NH_2(ж) + HCl_(г),

если известны стандартные изменения изобарного потенциала образования веществ, входящих в данную реакцию:

DG⁰(С₆H₅Cl) = 198, 4 кДж/моль;

DG⁰(NH₃) = –16, 63 кДж/моль;

DG⁰(С₆H₅NH₂) = 153, 1 кДж/моль;

DG⁰(HCl) = –95, 28 кДж/моль.

Вычисляем стандартное изменение изобарного потенциала реакции

DG =153, 1 –95, 28+16, 63–198, 4= –123, 95 кДж.

Следовательно, процесс возможен.

Изменение энергии Гиббса химической реакции можно рассчитать с использованием значений стандартных энтальпий и энтропий:

, где и .
Задание. Чему равно значение Δ Gº при 25º C (298 К) для реакции:

NiO(тв) + Pb(тв) = Ni(тв) + PbO(тв); Δ Hº = 20, 4 кДж/моль, если Sº (NiO)=38 Дж/моль•К, Sº (PbO)=66, 1 Дж/моль•К?

= 12, 03 кДж/моль.