Afinitatea proceselor

Afinitatea proceselor

Scaderea de energie libera, respectiv entalpie libera este egala cu lucrul maxim reversibil efectuat de un sistem intr-un proces fizico-chimic si numit afinitate A:

A = F = F₂ - F₁ (4.184)

si

A = G = G₂ - G₁ (4.185)

Acest lucru maxim este forta motrice a tuturor proceselor termodinamice si al reactiilor chimice. Rezulta ca pentru a se produce spontan un proces fizico-chimic este necesar ca potentialul termodinamic al sistemului ce sufera transformarea sa scada si deci afinitatea sa fie negativa.

Factorul motric al reactiilor chimice nu este caldura de reactie, conform principiului lui Berthelot. Sunt posibile atat reactii endoterme cat si reversibile.

Tinand cont de relatiile de definitie ale potentialelor termodinamice (4.150) si (4.151), se poate scrie pentru afinitate:

a)      in proces izocor

A = F = U - T S (4.186)

b)      in proces izobar

A = G = H - T S (4.187)

Pentru reactiile chimice care se desfasoara in conditii izobare se disting urmatoarele situatii posibile:

H > 0; S > 0 - reactia se produce spontan numai la temperaturi mari cand termenul T S > H;

H < 0; S < 0 - reactia se produce spontan numai la temperaturi mici cand T S < H;

H < 0; S > 0 - reactia se produce spontan la orice temperatura deoarece A = G < 0;

H > 0; S < 0 - reactia nu are loc spontan la nici o temperatura deoarece A = G > 0.

Variatia entalpiei libere standard intr-o reactie chimica este:

(4.188)

unde:      = entalpia libera de formare standard a produsilor de reactie;

= entalpia libera de formare standard a reactantilor;

n_p = numarul de moli ai produsilor de reactie;

n_r = numarul de moli ai reactantilor.