Treść książki

Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
WaldemarUfnalski"Równowagijonowe"Warszawa2004,ISBN83-204-2985-4©byWNT
34
1.Opistermodynamicznyukładów
1.3.Termodynamicznyopisreakcjiodwracalnych
1.3.Termodynamicznyopisreakcjiodwracalnych
1.3.1.Odwracalnośćreakcji
Badaniadoświadczalneukładów,wktórychmożeprzebiegaćjednalubwiele
reakcjichemicznych,prowadzonesystematycznieoddrugiejpołowyXIXw.,
dowiodłyistnieniazjawiskanazwanegoodwracalnościąreakcjichemicznych;
otojegozwięzłacharakterystyka.
1.Każdykompletnybilansowo(tzn.zawierającyniezbędnereagenty)układ
możeewoluowaćwściśleokreślonymkierunkuzależnymod:
a)początkowychilościskładników,awprzypadkuroztworówodichstężeń;
b)wartościwięzów(np.ciśnieniaitemperatury)narzuconychukładowi.
2.Podczastejewolucjijejszybkośćmalejeipoupływiedostateczniedługiego
czasustajesięrównazeru-układosiągastanrównowagi,któregopołożenie
(tzn.ilościposzczególnychskładnikówlubichstężenia)zależynaogółod
początkowegoskładuukładuiwartościnarzuconychwięzów.Przyniezmie-
nianychwięzachukładpozostajewstanierównowagi;niestwierdzonodo-
świadczalniespontanicznegoodejściaukładuoduprzednioosiągniętegosta-
nurównowagi.
3.Zakłóceniestanurównowagiprzezzmianęwartościconajmniejjednegozwię-
zówlubdodaniedoukładubądźusunięciezniegowybranegoskładnikapowo-
dujenaogółwznowienieewolucjiukładuwkierunkuinnegostanurównowagi.
Możnawięczmieniaćkierunekprocesu,czyligoodwracać,stądokreślenia
odwracalnośćreakcjiorazreakcjaodwracalna.
Opisanezjawiskodotyczyukładówzamkniętych(tzn.składnikinie
mogąopuszczaćukładureagującego,aniteżbyćdoniegodoprowa-
dzane),jeżeliniewystępujązahamowaniakinetyczne.Metodamiter-
modynamikiklasycznejniemożnaprzewidziećszybkościreakcji,którą
obecnieokreślasięniemalwyłączniedoświadczalnie-czasdochodzenia
układówdostanurównowagiwahasięodmikrosekunddomiliardówlat
(czylimimoupływuepokgeologicznychukładynieosiągnęłystanu
równowagi).Reakcjejonowenaogółnwystarczającoszybkie”iukła-
dyosiągająnaprawdę(częstonwmgnieniuoka”)stanrównowagi;jednak
niektórereakcje(np.utleniania-redukcji)mająznacznezahamowaniaki-
netyczneiukładypozostająpraktyczniewstaniepoczątkowym,conie-
stetymożnastwierdzićwyłączniedoświadczalnie.
UWAGA.Niefortunnajestzbieżność,mającychróżneznaczenie,terminów(wy-
stępującateżwjęz.angielskim,francuskimitd.)reakcjaodwracalnaipro-
cesodwracalny(por.podrozdz.1.1.1).Potocznieużywasięteżterminu
reakcja(praktycznie)nieodwracalnanaokreśleniereakcji,którejstan
równowagijestbardzoprzesuniętynakorzyśćproduktów,tzn.możeona
przebiegaćniemaldocałkowitegowyczerpaniasubstratu(ów)niewzięte-
go(ych)wnadmiarze.