Bài giảng "Nhiệt động hoá học" Chương 10 Cân bằng hoá học, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: cân bằng khí lý tưởng và khí thật; phản ứng tổng quát trong dung dịch; tương quan giữa các hằng số cân bằng; biến đổi hằng số cân bằng theo áp suất; .Mời các bạn cùng tham khảo! | Hồ Thị Cẩm Hòai PhD htchoai@ Xem phản ứng đơn giản A B đồng phân hóa alcol cis và trans Giả sử một lượng rất nhỏ dξ của A biến thành B khi đó ta có dnA - dξ dnB dξ Với ξ là tiến độ phản ứng extent of reaction Năng lượng Gibbs được định nghĩa là độ dốc của đường G theo ξ G rG p T Mà dG μA dnA μBdnB -μA dξ μB dξ μB - μA dξ G Nên ta có r G B A p T Phản ứng xảy ra theo chiều làm giảm năng lượng tự do. Phản ứng thuận xảy ra tự nhiện khi μB lt μA ΔG μA . ΔG Giả sử A B là khí lý tưởng ta có μA μoA RTlnpA μB μoB RTlnpB ΔG μB - μA μoB RTlnpB μoA RTlnpA ΔGo RTln pB pA Đặt pB pA Q Ta có ΔG ΔGo RTlnQ Q chính là thương số phản ứng Tại cân bằng ta có ΔG μoB - μoA RTlnQ μB - μA ΔGo μoB - μoA - RTlnKp Vậy Kp pB pA cân bằng Kp là hằng số cân bằng chỉ phụ thuộc T Lý luận tương tự cho phản ứng tổng quát cho khí lý tưởng G o i io RT ln K p K p pi i cb Cho khí thật G o RT ln K f K f f i i cb Lý luận tương tự cho phản ứng trong dung dịch. Thay áp suất bằng nồng độ cho dung dịch lý tưởng dung dịch loãng G i RT ln K c o o i Thay áp suất bằng hoạt độ cho dung dịch thật. Ta có μi μoi RTlnai G i RT ln K a o o i Ta chứng minh được Với khí thật K f f i i cb pi i i K p K cb Cho dung dịch K a ai i xi i i K x K cb cb Cho khí lý tưởng Kp Kc RT Δν Hằng số cân bằng phụ thuộc vào giá trị của ΔGo. Giá trị này là xác định tại áp suất đã cho. Do vậy ΔGo và K không phụ thuộc vào áp suất. K p 0 T Lưu ý K không phụ thuộc áp suất nhưng thành phần tại cân bằng vẫn bị ảnh hưởng cân bằng dịch chuyển theo nguyên lý Le Chatelier Theo nguyên lý Le Chatelier Phản ứng tỏa nhiệt tăng nhiệt độ gia tăng lượng tác chất Phản ứng thu nhiệt tăng nhiệt độ gia tăng lượng sản phẩm. Phương trình van t Hoff Ta có ΔGo - RTlnK hay lnK - ΔGo RT Lấy vi phân của lnK theo nhiệt độ d ln K 1 d r G o T dT R dT Vi phân là toàn chỉnh vì K và ΔGo chỉ phụ thuộc nhiệt độ. Sử dụng hệ thức Gibbs-Helmholtz ta có d r G o T r H o dT T2 Kết hợp với ta được hệ thức Van t Hoff d ln K r H o r H o Hay ln K 2 dT C dT RT 2 RT Nếu ΔHo .
