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1、热力学函数意义,应用一、热力学函数： 1、 热力学能： 意义：反映了处于一定状态下的系统内部的能量总和。 应用：其本身无实际应用意义，但是热力学能变，即U，可以反映系统变化前后的能量变化，其变化只与系统始终状态有关而与过程的具体途径无关。即U等于系统与环境之间的能量传递。U=W+Q。U0表明系统吸收了能量, U0表明系统吸热，H0则表明系统放热。即可以用其表示恒压条件下系统放出的或吸收的热量多少，实践证明，即使有气体参加的反应，pV也很小，即HU，因而，在没有U数据时，可以暂时用H代替。 3、 熵： 意义：熵反映了在一定状态下系统混乱度的大小。 应用：熵变S却反映了系统变化前后混乱度的变化，0
2、 K时，纯物质完美晶体的微观粒子熵为0，即Sm* (B,0 K)=0，因而可以以此为基准，确定其他温度下物质的熵，rSm= Sm- Sm* (B,0 K)= Sm。 4、 吉布斯函数： 意义：吉布斯函数和焓一样，本身没有明确的物理意义，热力学中将H-TS规定为吉布斯函数。 应用：其本身无实际用途，但是其变化，即G=H-TS，反映了在恒温恒压非体积功等于零的自发过程中，其焓变、熵变和温度三者的关系。G的大小可作为判断反应能否自发进行的判据。即： G0 不能自发进行 即根据H，T，S可以计算出G，用于判断反应的可行性。 二、解离常数： 意义：反映了物质在溶液中电解能力的大小。 应用：常用的是电解质
3、在水中的解离常数，如果是酸，跟据其解离常数可以计算出溶液的解离常数大小，进而可以判断其酸碱性强弱或者直接换成pH的大小，碱也是如此。另外，只要知道弱电解质的解离度大小，根据其浓度，就能计算出其溶液中离子的浓度。跟据加入的电解子的离子，还可以计算出溶解平衡的移动方向，即同离子效应。 三、溶度积： 意义：反映了难容电解质的饱和溶液中，个离子活度幂次方的乘积大小，从而反映出该物质溶解能力的大小。 应用：1、根据溶度积原理，可以判断沉淀平衡移动的方向。 Qi Ksp 溶液为过饱和溶液，平衡向生成沉淀的方向移动。 Qi =Ksp 溶液为饱和溶液。 Qi Ksp 溶液为未饱和溶液，若溶液中有电解质固体存在
4、，就会继续溶解 、运用同离子效应或盐效应可以有效的控制溶液中难容电解质的浓度。 、将溶液中一种离子运用化学方法去除，就能是难容电解质溶解，例如碳酸钙在盐酸中的溶解。 、利用溶度积的大小不同，可以用于分步沉淀和沉淀的转化。 四、稳定常数 意义：反映了配位化合物在溶液中电离出的离子的幂次方乘积大小，从而反映出该配合物电离能力的大小。 应用：根据 表达式中各个组分的浓度大小及其变化，可以判断该物质在溶液中的转化方向，从而可以判断溶液组分变化对其的影响。 五、标准电极电势 意义：反映了各种电极相对于标准电极其点位的大小，从而可以反映其氧化还原能力的大小。 应用：1、判断氧化剂和还原剂的相对强弱 在标准
5、状态下氧化剂和还原剂的相对强弱，可直接比较E值的大小。E值越小的电极其还原型物质愈易失去电子，是愈强的还原剂，对应的氧化型物质则愈难得到电子，是愈弱的氧化剂。E值愈大的电极其氧化型物质愈易得到电子，是较强的氧化剂，对应的还原型物质则愈难失去电子，是愈弱的还原剂。 2、判断氧化还原反应的方向 根据E值，判断标准状况下氧化还原反应进行的方向： 通常条件下，氧化还原反应总是由较强的氧化剂与还原剂向着生成较弱的氧化剂和还原剂方向进行。从电极电势的数值来看，当氧化剂电对的电势大于还原剂电对的电势时，反应才可以进行。反应以“高电势的氧化型氧化低电势的还原型”的方向进行。在判断氧化还原反应能否自发进行时，通
6、常指的是正向反应。 根据电池电动势E池值，判断氧化还原反应进行方向： 何一个氧化还原反应，原则上都可以设计成原电池。利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向。由氧化还原反应组成的原电池，在标准状态下，如果电池的标准电动势大于零, 则电池反应能自发进行；如果电池的标准电动势小于零, 则电池反应不能自发进行。在非标准状态下，则用该状态下的电动势来判断。 3、判断反应进行的限度计算平衡常数 G2.303RTlgK GnFE 则： nFE 2.303RTlgK R为气体常数，T为绝对温度，n为氧化还原反应方程中电子转移数目，F为法拉第常数。 该式表明，在一定温度下，氧化还原反应的平衡常数与标准电池电动势有关，与反应物的浓度无关。E越大，平衡常数就越大，反应进行越完全。因此，可以用E值的大小来估计反应进行的程度。一般说，E0.20.4的氧化还原反应，其平衡常数均大于106,表明反应进行的程度已相当完全了。K值大小可以说明反应进行的程度，但不能决定反应速率。
