2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 18:08 
realeugene в сообщении #1388621 писал(а):

В любой химической реакции энтропия как минимум не убывает...

В такой категоричной формулировке неверно (даже с предполагаемой отсылкой ко 2 закону термодинамики). Например, в химических реакциях, в которых из газообразных веществ образуются твердые или жидкие продукты, энтропия убывает.
Тут, видимо, надо обязательно уточнить, что системы, в которых протекают химические реакции, не бывают изолированными, так как они обмениваются энергией с окружающей средой. То есть, химические реакции могут протекать самопроизвольно и с уменьшением энтропии, но при этом увеличивается энтропия окружающей среды.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 20:22 
Toolt в сообщении #1388740 писал(а):
Тут, видимо, надо обязательно уточнить, что системы, в которых протекают химические реакции, не бывают изолированными, так как они обмениваются энергией с окружающей средой. То есть, химические реакции могут протекать самопроизвольно и с уменьшением энтропии, но при этом увеличивается энтропия окружающей среды.

Да, вы совершенно правы, моя промашка. Если реакция протекает при постоянной температуре с теплообменом с окружающей средой, то система не изолированная по определению, и в баллансе энтропии системы нужно учитывать внешние потоки энтропии, связанные с теплопередачей из окружающей среды. Положительным в баллансе энтропии системы будет вклад в изменение энтропии, связанный с изменениями внутри системы, то есть с самой химической реакцией:
$$dS=d_eS+d_iS$$$$d_eS=\frac{d_eQ}{T}$$$$d_iS \ge 0$$ И положительным, в результате, будет суммарное изменение энтропии системы и окружающей среды.

В открытых системах потребуется учитывать ещё и внешние потоки энтропии, связанные с потоками вещества через границу системы, вклад от которых, тоже, может быть произвольного знака.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 21:15 
Vladimirkey в сообщении #1388601 писал(а):
1) В ходе экзотермической реакции выделяется, как раз таки здесь речь об "отдать", в первую очередь отдают они себе же, а теплообмен/не теплообмен это уже дело второе (можно и без теплообмена обойтись, это не важно).
2) В ходе эндотермической реакции нужно откуда-то получать энергию и если нужно получить тепловую энергию откуда-то, то наверняка нужно создать разницу температур, чтобы ее подвести к данной реакции.

1. Верно.

2. Не всегда верно.
Все будет как и в первом случае, только с обратным знаком.
То есть, вещества будут охлаждать сами себя.

Практический пример.
В термос налейте воды, всыпьте в нее обычную поваренную соль и взболтайте.
Температура смеси будет стремительно понижаться, вплоть до минусовых температур.
Правда, там происходит не одна реакция.

Добавлю, что вообще-то тепловой эффект реакции зависит от начальной температуры исходных веществ (их теплоемкости и ее зависимости от температуры) и может даже поменять знак.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 21:38 
Аватара пользователя
GraNiNi в сообщении #1388763 писал(а):
налейте воды, всыпьте в нее обычную поваренную соль и взболтайте.

И что без кусочков льда такой фокус-покус покатит, без фазового перехода?

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 21:54 
GraNiNi в сообщении #1388763 писал(а):
Правда, там происходит не одна реакция.
Любопытно, что там происходит кроме собственно растворения кристаллов соли?

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 22:07 
Как понимаю, растворение и имеется в виду. Тут эндотермично ионы отщепляются от кристалла и экзотермично гидратируются.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 22:30 
arseniiv в сообщении #1388774 писал(а):
Тут эндотермично ионы отщепляются от кристалла и экзотермично гидратируются.
Т. е. какое-то макроскопическое время в воде бегают свободные негидратированные ионы?

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 22:49 
Ну, скорее всего, не бегают. В общем, подождём, что скажут.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 23:22 
Xugin в сообщении #1388767 писал(а):
И что без кусочков льда такой фокус-покус покатит, без фазового перехода?

Что имеется ввиду под фокус-покусом?
realeugene в сообщении #1388772 писал(а):
Любопытно, что там происходит кроме собственно растворения кристаллов соли?

Происходит разрушение кристаллической решетки растворяемого вещества, сопровождаемое поглощением тепла и сольватация (гидратация) молекул и ионов при которой тепло выделяется.
Знак суммарного теплового эффекта будет зависеть от того, какое из слагаемых больше.

Хлориды и нитраты щелочных и щелочноземельных металлов при растворении обычно охлаждаются, а гидроксиды - разогреваются.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 23:27 
realeugene в сообщении #1388775 писал(а):
arseniiv в сообщении #1388774 писал(а):
Тут эндотермично ионы отщепляются от кристалла и экзотермично гидратируются.
Т. е. какое-то макроскопическое время в воде бегают свободные негидратированные ионы?

Конкретно на этот вопрос: Нет, не бегают. Именно гидратация приводит к отщеплению ионов от кристалла, поэтому негидратированные ионы находиться в растворе не могут никакое время.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение21.04.2019, 21:35 
Аватара пользователя
GraNiNi в сообщении #1388778 писал(а):
Что имеется ввиду

В смысле то, что при растворении поваренной соли хватит энергии для быстрого охлаждения воды до низких температур без плавления мелких кусочков льда(которые обычно кидают в охлаждающие смеси и поглощают при фазовом переходе нужное тепло чтобы смесь стремительно остыла). Просто хотелось бы уточнить какой температуры нужно брать воду, чтобы при растворении NaCl температура смеси ушла в минус.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение21.04.2019, 23:36 
Xugin в сообщении #1388877 писал(а):
Просто хотелось бы уточнить какой температуры нужно брать воду, чтобы при растворении NaCl температура смеси ушла в минус.

Естественно, чем ниже начальная температура воды, тем будет ниже и конечная температура раствора.
У хлорида натрия теплота растворения не самая выдающаяся (просто это самая доступная и безопасная соль), поэтому лучше чтобы начальная температура воды была не выше +5 градусов - зимой из под крана примерно такая и течет.

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение22.04.2019, 08:21 
Xugin в сообщении #1388877 писал(а):
GraNiNi в сообщении #1388778 писал(а):
Что имеется ввиду

хотелось бы уточнить какой температуры нужно брать воду, чтобы при растворении NaCl температура смеси ушла в минус.

А это, собственно, обычная школьная задачка. Стандартная энтальпия растворения поваренной соли в воде 5 кДж/моль. Несложный расчет показывает (нужно еще учесть и растворимость соли в воде, чтобы получить значение минимального общего количества и теплоемкости полученного раствора), что максимальное падение температуры получаемого раствора составляет около 5,5 град. Поэтому GraNiNi и указывает температуру воды не выше +5, ("лучше чтобы начальная температура воды была не выше +5 градусов"), чтобы температура смеси "ушла в минус".

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение22.04.2019, 13:39 
Toolt в сообщении #1388779 писал(а):
Конкретно на этот вопрос: Нет, не бегают. Именно гидратация приводит к отщеплению ионов от кристалла, поэтому негидратированные ионы находиться в растворе не могут никакое время.
Понятно. Химики, значит, любят разбить даже одномоментно протекающую реакцию на отдельные этапы, называя их отдельными реакциями. Потому что могут: результат всё равно один. А есть какие-либо общепринятые нормы подсчёта количества реакций?

 
 
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение22.04.2019, 14:07 
realeugene в сообщении #1388904 писал(а):
Химики, значит, любят разбить даже одномоментно протекающую реакцию на отдельные этапы, называя их отдельными реакциями. Потому что могут: результат всё равно один. А есть какие-либо общепринятые нормы подсчёта количества реакций?

Как определяется количество реакций "внутри одной реакции"? Если механизм реакции детально изучен, то в нем можно выделить отдельные этапы, которые можно (с некоторой долей условности) считать отдельными химическими реакциями. Так, например, нитрование бензола смесью серной и азотной кислот приводит к получению нитробензола и проводится в одну стадию. Однако изучение этой реакции показало, что при этом протекают последовательно три вполне самостоятельных реакции, и промежуточные продукты этих реакций удалось зафиксировать. Еще более показательным примером "одномоментной реакции", протекающей, тем не менее, через несколько последовательных реакций, являются реакции, проводимые с использованием катализаторов. Если катализатор в процессе не расходуется, то очевидно (и это конечно давно доказано), что катализатор в этом процессе первоначально вступает во взаимодействие с исходным веществом, а затем уже это новое вещество вступает в следующую реакцию, и при этом катализатор высвобождается.

-- 22.04.2019, 15:24 --

GraNiNi в сообщении #1388763 писал(а):
Добавлю, что вообще-то тепловой эффект реакции зависит от начальной температуры исходных веществ (их теплоемкости и ее зависимости от температуры) и может даже поменять знак.

А можно поподробнее, или пример какой-нибудь, а то что-то не соображу, как это может выглядеть - поменять знак?
То есть, сама реакция - либо экзотермическая, либо эндотермическая, и знак здесь измениться не может. В реальном химическом процессе условия неидеальные, и на тепловой эффект влияют и теплофизические факторы, но чтобы до перемены знака...

 
 
 [ Сообщений: 118 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group