Ауыспалы қҧрам жҥйесіндегі процестер мен тепе-

69
процестердің бағыттылығының критерийлерін анықтау ҥшін (G, A, U, Н) 
жҥйесінің сипаттамалық қасиетін екі табиғи ауыспалының функциясы ғана 
емес, жҥйеде бар барлық заттардың мольдерінің саны ретінде кӛрсету 
керек: 
G = f(p, T, n
b
П2, ...), 
A = f(V, T, щ, П2, ...), 
H = f(p, S, щ, «2, ...), 
U = f(V, S, «!, n
2
, ...). 
Айтылғандарды ескере отырып, дербес туынды арқылы кӛрінетін 
Гиббс энергиясының толық дифференциалын мына тҥрде жазу керек: 
Әр компоненттің мольінің саны бойынша Гиббс энергиясының дербес 
туындысын басқа компоненттердің сандары тҧрақты болып қалған 
жағдайда табады. n 
j ≠ 
n 
i
индексі затынан басқа n
1
n
2
, n
3
, ..., барлық 
заттардың мольдерінің сандарының тҧрақтылығын кӛрсетеді. Бҧл дербес 
туындылар сәйкесінше 1, 2, ... i-ші компоненттердің химиялық потенциялы 
болып табылады: 
Химиялық потенциал ҧғымын 1875 ж. Дж.У. Гиббс ауыспалы қҧрам 
жҥйесіндегі тепе-теңдікті сипаттау ҥшін енгізген. 
Химиялық потенциал қысым мен температураның шамалары тҧрақты 
болса шексіз ҥлкен массаның жҥйесіне i-бӛлігінің бір молі қосылғанда 
Гиббс энергиясының қалай ӛзгеретіндігін кӛрсетеді. Шексіз ҥлкен масса 
туралы айтқанда, i-бӛлігіне бір моль қосылғандағы қҧрамның 
ӛзгермеушілігін айтады. 
Дәл осы жолмен U, H, A ҥшін толық дифференциялдың ӛрнектері және 
химиялық потенциялға арналған ӛрнектер алынуы мҥмкін. 

70
Химияда p = const, T = const шарттары жиі кездесетіндіктен, біз 
шамасын қолданамыз.
Бҧл функцияның басқа сипаттарының кезінде жҥйенің қҧрамы ӛзгерсе, 
табиғи ауысулардың тҧрақтылығын қамтамасыз ету мҥмкін еместігіне 
байланысты. Мысалы компоненттің бір молін қосу кӛлем немесе жҥйенің 
энтропиясының ӛзгеруіне әкелмейтіндігін елестету қиын.
Ауыспалы қҧрам жҥйесі ҥшін Гиббс энергиясының толық 
дифференциялының теңдеуі мынадай 
i 
p = const, T = const болса 
(2
.
24)
 
аламыз. Мольдердің саны n > 0, демек, dn 
i
> 0, олай болса ауыспалы 
қҧрамның 
жҥйесінде 
ӛздігінен 
болатын 
процестер 
химиялық 
потенциалдың шығынымен қатар жҥреді деуге болады 
ал тепе-теңдік кҥйіне
кезінде қол жеткізуге болады. 

71
Жекелеген заттың химиялық потенциалы Гиббстің мольдік 
энергиясына тең. Сондықтан, бҧрын Гиббс энергиясы ҥшін шығарылған 
барлық теңдеулер химиялық потенциал ҥшін де әділетті, мысалы:
мҧндағы G 
i
, V
i
, S
i
— сәйкесінше Гиббс энергиясы, i заттың бір 
мольінің кӛлемі, энтропиясы. 
Химиялық потенциал қарқынды шама болып табылады, яғни массаға 
(мольдердің санына) тәуелді емес. Химиядағы химиялық потенциалдың 
ерекше мәні Дщ айырмасы бҧл компоненттің щ жоғары мәнді аймағынан 
тӛмен 
мәнді 
аймаққа 
ауысуының 
сандық 
сипаты 
болып 
табылатындығымен байланысты.Химиялық потенциалдар теңдескен кезде, 
процесс тепе-теңдікпен аяқталады (Бҧл қатты қызған дененің аз қызған 
денемен байланысы кезіндегі температураның теңелуі сияқты. Екі дененің 
де температурасы бірдей болған кезде процесс аяқталады). 
Мінсіз газдың бір мольінің химиялық потенциялы мінсіз газдың бір 
мольінің Гиббс энергиясына тең. 
Гиббс энергиясының абсолютті мәні белгісіз болғандықтан, әлбетте 
химиялық потенциалдың абсолютті мәні де белгісіз. Осыған байланысты, 
соған қатысты есеп жҥргізетін кҥйді (шынайы және ойдағы) таңдауға тура 
келеді (Ҥйдің биіктігін оның негізінен бастап санайды, ал таудың биіктігін 
теңіз деңгейінен).
Газ ҥшін стандарт сипатында 1 атм қысымда кез келген Т 
температурадағы кҥйді қабылдайды. 
Заттың бір мольі ҥшін T = const болса, dG
T
= Vdp және dp = Vdp 
аламыз. 
Соңғы теңдеуді р° = 1 атм-нен р қысымына дейін біріктіріп, мінсіз 
газдың бір мольі V = RT/p екендігін ескере отырып  
 
аламыз, онда 

72
(2.25)
 немесе 
. 
Мҧндағы - қысымдағы мінсіз газдың химиялық потенциалы; — 
газдың стандартты ( р° = 1 атм кезіндегі) потенциалы. Стандартты 
химиялық потенциалдың мәні газ бен температураның табиғатына 
байланысты. Ӛрнектегі (2.25) логарифмнің астындағы қысым атмосферада 
кӛрсетілуі керек. 
Мінсіз газ қоспасының i бӛлігінің химиялық потенциялы ҥшін
аламыз, мҧндағы μ 
i
°(T) — стандартты (p° = 1 атм-дағы) жағдайдағы (газ 
бен температураның табиғатына байланысты) i бӛлігінің химиялық 
потенциалы; p 
i
. — мінсіз газ қоспасының i бӛлігінің парциальдық 
қысымы. Дальтон заңына сәйкес, p
i
 = X 
i
p аламыз,онда 
Бҧл теңдеудің оң жағындағы екі қосылғыштың қосындысы p қысым мен 
Т температурадағы газ қосындысының i жеке бӛлігінің химиялық 
потенциалына тең, демек, ӛрнекті былай жазуға болады. 
(2.26) 
X < 1 және lnX
i
< 0 болғандықтан, газ қоспасының кез келген бӛлігінің 
химиялық потенциалы сол қысымдағы жеке газдың химиялық 
потенциалынан ҥнемі аз. 
Демек, бірқатар қысымда газ сондай қысымдағы басқа газбен немесе 
газ қоспасымен қатынасқа тҥссе, ол басқа газда немесе газ қоспасында 
ӛздігімен орналасады.
(2.26) ӛрнегін кез келген агрегаттық кҥйдің (қатты, сҧйық, газ 
тәріздес) i-бӛлігінің химиялық потенциалының анықтамасы ретінде 
қарауға болады. 
Бҧл жағдайда μ 
i
, (T, p) — Т температура мен р қысым кезіндегі қоспа 
сияқты сол агрегаттық кҥйдегі жеке заттың химиялық потенциалы.

жүктеу/скачать 9,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: