HÓA HỌC
ĐẠI CƯƠNG
GV: Lê Minh Thành
12/13/2011 2/13/2011
Entropi và năng lượng tự do
Chương 19
22/13/2011 2/13/2011
19.1. Quá trình tự diễn biến và trạng thái cân bằng
Khái niệm quá trình tự diễn biến:là quá trình xảy ra mà không cần có tác động nào khác, cho tới khi đạt cân bằng.
Xu hướng chung của các quá trình tự diễn biến trong tự nhiên là tự nó đến trạng thái cân bằng của hệ.
VD: + các phân tử khắ chỉ chuyển động từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
+ phản ứng NaOH + HCl → NaCl + H2O.
+ nhiệt truyền từ vật nóng sang vật lạnh tiếp xúc với nó3
2/13/2011
19.2. Nhiệt và khả năng tự diễn biến
Nguyên lý 1 của nhiệt động học:
Phát biểu theo sự bảo toàn năng lượng:Ầ
Phát biểu theo nội năng và công: ΔU = Q + W
Câu hỏi: quá trình tự diễn biến là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Và các quá trình tỏa nhiệt có tự diễn biến hay ko?
Kết luận khi xét các vắ dụ trong thực tế: nhiệt (hoặc nguyên lý 1) không phải là tiêu chắ duy nhất dùng để xác định chiều diễn biến của quá trình (vật lý, hóa học).
VD: + quá trình hòa tan NH4NO3= tự diễn biến, thu nhiệt.
42/13/2011 2/13/2011
19.3. Sự phân tán năng lượng và vật chất
Khi vật chất, hoặc năng lượng thực hiện quá trình phân tán
Độ trật tự của hệ ở trạng thái sau có thể thấp hơn độ trật tự của trạng thái ban đầu.
Năng lượng khi phân tán có thể ứng với sự tạo ra số phân tử, nguyên tử nhiều hơn ban đầu.
Đặc điểm:
Một quá trình mà cả năng lượng và vật chất đều phân tán, qt đó là tự diễn biến.
Một quá trình mà vật chất phân tán, năng lượng chưa xác định, thì chưa thể kết luận về tắnh diễn biến của nó.
Một quá trình mà năng lượng ko đổi → ko thể tự diễn biến. 5 2/13/2011
19.4. Entropi
Khái niệm entropi: là đại lượng nhiệt động dùng để xác định độ hỗn độn của hệ do sự phân tán vật chất, năng lượng.
Biểu thức tắnh:
Đơn vị đo: J/K.mol hoặc cal/K.mol
Đặc điểm của entropi:
Một hệ có độ hỗn độn càng lớn thì entropi S càng lớn.
Entropi là hàm trạng thái, tức là biến thiên entropi ΔS chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối, ko phụ thuộc cách tiến hành
Entropi của mọi vật chất ở 0 K (không độ tuyệt đối) đều bằng 0.
Không có giá trị S<0, vì giá trị Q ở công thức trên luôn ứng với
nhiệt hấp thụ. 6 q S T ∆ = 2/13/2011
Entropi tiêu chuẩn, So, là entropi ở trạng thái tiêu chuẩn (25oC, khắ có P = 1 bar, dd có Cm = 1 m).
Hệ quả.
Với cùng một chất, hoặc các chất tương tự nhau thì: So(khắ) >> So(lỏng) > So(rắn).
Chất có khối lượng mol phân tử (M) càng lớn, S càng lớn. Chất có cấu trúc phân tử càng phức tạp, S càng lớn. Nhiệt độ tăng sẽ làm S tăng.
Sự hòa tan chất lỏng, rắn nguyên chất hòa tan vào dung môi sẽ làm S chất đó tăng.
72/13/2011 2/13/2011
19.5. Nguyên lý thứ hai và thứ ba của nhiệt động học
Nội dung nguyên lý hai: Ộquá trình tự diễn biến là quá trình làm tăng entropi S của hệ.Ợ
Một hệ lớn và không trao đổi năng lượng với môi trường sẽ có entropy luôn tăng hoặc không đổi theo thời gian.
Không thể chuyển từ trạng thái mất trật tự sang trạng thái trật tự nếu không có sự can thiệp từ bên ngoài.
Nội dung nguyên lý ba: Ộkhông có sự hỗn độn khi các chất ở trạng thái tinh thể ở nhiệt độ tuyệt đối 0 KỢ. Tức là ở 0 K các chất có S = 0.
82/13/2011 2/13/2011