Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Отношение между температурой и равновесной константой химической реакции
Relation between temperature and the equilibrium constant of a chemical reaction
Уравнение Ван-т-Хоффа связывает изменение равновесной константы, Keq, химической реакции с изменением температуры, T, при известном стандартном изменении энтальпии, ΔrH^(⊖), для процесса. Индекс означает "реакцию", а верхний индекс – "стандартные условия". Оно было предложено голландским химиком Якобусом Хенрикусом ван-т-Хоффом в 1884 году в его книге Études de Dynamique chimique (Исследования в динамической химии). Уравнение Ван-т-Хоффа широко используется для изучения изменений функций состояния в термодинамической системе. График Ван-т-Хоффа, выведенный из этого уравнения, особенно эффективен для оценки изменения энтальпии и энтропии химической реакции.
The Van 't Hoff equation relates the change in the equilibrium constant, Keq, of a chemical reaction to the change in temperature, T, given the standard enthalpy change, ΔrH^(⊖), for the process. The subscript means "reaction" and the superscript means "standard". It was proposed by Dutch chemist Jacobus Henricus van 't Hoff in 1884 in his book Études de Dynamique chimique (Studies in Dynamic Chemistry). The Van 't Hoff equation has been widely utilized to explore the changes in state functions in a thermodynamic system. The Van 't Hoff plot, which is derived from this equation, is especially effective in estimating the change in enthalpy and entropy of a chemical reaction.
Сюжет Вант Хоффа
Для обратимой реакции постоянную равновесия можно измерить при различных температурах. Эти данные можно представить на графике, где по оси y отложена ln Keq, а по оси x – 1/T. Данные должны демонстрировать линейную зависимость, уравнение которой можно определить, аппроксимируя данные линейной формой уравнения Ван-та-Гоффа.
For a reversible reaction, the equilibrium constant can be measured at a variety of temperatures. This data can be plotted on a graph with ln Keq on the y axis and on the x axis. The data should have a linear relationship, the equation for which can be found by fitting the data using the linear form of the Van 't Hoff equation
Этот график называется "графиком Ван-та-Гоффа" и широко используется для оценки энтальпии и энтропии химической реакции. Наклон этого графика соответствует -ΔH/R, а пересечение с осью y – ΔS/R. Измеряя постоянную равновесия Keq при разных температурах, график Ван-та-Гоффа можно использовать для анализа реакции при изменении температуры. Зная наклон и пересечение графика Ван-та-Гоффа, энтальпию и энтропию реакции можно легко вычислить.
This graph is called the "Van 't Hoff plot" and is widely used to estimate the enthalpy and entropy of a chemical reaction. From this plot, is the slope, and is the intercept of the linear fit. By measuring the equilibrium constant, Keq, at different temperatures, the Van 't Hoff plot can be used to assess a reaction when temperature changes. Knowing the slope and intercept from the Van 't Hoff plot, the enthalpy and entropy of a reaction can be easily obtained using
График Ван-та-Гоффа позволяет быстро определить энтальпию химической реакции как качественно, так и количественно. Изменение энтальпии может быть положительным или отрицательным, что приводит к двум основным формам графика Ван-та-Гоффа.
The Van 't Hoff plot can be used to quickly determine the enthalpy of a chemical reaction both qualitatively and quantitatively. This change in enthalpy can be positive or negative, leading to two major forms of the Van 't Hoff plot.
Механические исследования
Химическая реакция может протекать по различным механизмам при разных температурах. В этом случае можно использовать график Ван-т-Гоффа с двумя или более линейными аппроксимациями. Каждая линейная аппроксимация имеет свой наклон и точку пересечения с осью, что указывает на различные изменения энтальпии и энтропии для каждого отдельного механизма. График Ван-т-Гоффа позволяет определить изменение энтальпии и энтропии для каждого механизма, а также наиболее благоприятный механизм при разных температурах. На примере, представленном на рисунке, реакция протекает по механизму 1 при высокой температуре и по механизму 2 при низкой температуре.
A chemical reaction may undergo different reaction mechanisms at different temperatures. In this case, a Van 't Hoff plot with two or more linear fits may be exploited. Each linear fit has a different slope and intercept, which indicates different changes in enthalpy and entropy for each distinct mechanisms. The Van 't Hoff plot can be used to find the enthalpy and entropy change for each mechanism and the favored mechanism under different temperatures. In the example figure, the reaction undergoes mechanism 1 at high temperature and mechanism 2 at low temperature.