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




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 18:08 


03/12/18
378
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 20:22 


27/08/16
9426
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 21:15 


01/04/08
2720
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 21:38 
Аватара пользователя


29/03/12
2427
Нигредо
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 21:54 


27/08/16
9426
GraNiNi в сообщении #1388763 писал(а):
Правда, там происходит не одна реакция.
Любопытно, что там происходит кроме собственно растворения кристаллов соли?

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 22:07 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Как понимаю, растворение и имеется в виду. Тут эндотермично ионы отщепляются от кристалла и экзотермично гидратируются.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 22:30 


27/08/16
9426
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 22:49 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Ну, скорее всего, не бегают. В общем, подождём, что скажут.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 23:22 


01/04/08
2720
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение20.04.2019, 23:27 


03/12/18
378
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение21.04.2019, 21:35 
Аватара пользователя


29/03/12
2427
Нигредо
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение21.04.2019, 23:36 


01/04/08
2720
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение22.04.2019, 08:21 


03/12/18
378
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".

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение22.04.2019, 13:39 


27/08/16
9426
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: -Эндо и -экзо термические реакции
Сообщение22.04.2019, 14:07 


03/12/18
378
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...

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 118 ]  На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5 ... 8  След.

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

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