Работы Гиббса.
Преимущества
гиббсовского направления в химической термодинамике проявляются особенно заметно при изучении термодинамики растворов.
Использование чисел молей (граммов) компонентов как независимых химических переменных повлекло за собой введение (самим Гиббсом) понятия о химическом потенциале компонента, а затем (Льюисом) понятия о парциальной мольной (удельной) величине компонента.
Использование чисел молей компонентов как независимых химических переменных, химических потенциалов и парциальных мольных величин компонентов позволило осуществить очень интересную и очень плодотворную стратегию термодинамического исследования. Она состоит в том, что общий термодинамический эффект процесса выражают как совокупность эффектов, вызываемых изменением количества каждого из компонентов в каждой из фаз.
Понятие о парциальной мольной величине как о частной производной от экстенсивной величины раствора по числу молей данного компонента при постоянных температуре, давлении и числах молей остальных компонентов оказалось плодотворным по той причине, что определенные таким образом парциальные мольные величины всех компонентов связаны между собой двумя уравнениями Гиббса—Дюгема. Поэтому уравнения Гиббса—Дюгема уменьшают количество экспериментальных определений, необходимых для нахождения парциальных мольных величин всех-компонентов.
Уравнения Гиббса—Дюгема приобретают большое значение для анализа парциальных мольных величин в бесконечно разбавленных растворах. Уравнения Гиббса—Дюгема не являются термодинамическими уравнениями, т. е. они не могут быть выведены из первого и второго начал термодинамики.
Термодинамическая теория бесконечно разбавленных растворов тоже не может быть выведена только из обоих начал термодинамики. Для построения этой теории необходимы дополнительные экспериментальные данные, не выводимые из обоих начал. Гиббсом была обнаружена зависимость химических потенциалов компонентов от состава в бесконечно разбавленных растворах.
Гиббс ввел понятие химического потенциала в семидесятых годах прошлого века. Тогда же он решил задачу о концентрационной зависимости химических потенциалов растворителя и растворенного вещества в бесконечно разбавленных растворах. Гиббс нашел данные, необходимые для решения этой задачи, в работах, авторы которых не имели представления (и не могли его иметь) о химических потенциалах.
Благодаря взаимосвязям между термодинамическими величинами существует известная свобода в выборе исходных экспериментальных данных, необходимых для построения термодинамической теории бесконечно разбавленных растворов Законы, отражающие поведение бесконечно разбавленных растворов, предстают в общей форме в том случае, если для растворителя и растворенного вещества брать их мольные веса в качестве единиц массы.
Гиббс характеризует химическое состояние системы количествами граммов m1, т2 . тп различных химических веществ S1, S2 Sn, из которых состоит система. В настоящее время при обсуждении вопросов химической термодинамики удобнее брать в качестве единицы массы вещества не грамм, а моль. Химическое состояние системы мы будем характеризовать количествами молей n1, п2' па различных химических веществ S1, S2 Sа, из которых состоит система.
Смотрите также
Хлор
ХЛОР (лат. Chlorum) , Cl - химический элемент VII группы периодич еской системы Менд е леева,
ат омный номер 17, а томная
м асса 35,453; относится к семейству галогенов. При
нормальных усло ...
Агрегатные состояния химических
веществ.
В химии, а
еще больше в химической экологии, важное значение имеет агрегатное состояние
вещества. Раньше считали, что существует три агрегатных состояния: твердое,
жидкое и газообразное. Не так дав ...