Термодинамика - самое мощное средство физической химии, позволяющее предсказывать результаты химических процессов на основе анализа параметров, измеряемых в эксперименте. Она представляет собой совокупность закономерностей, выведенных математическим путем на основе опыта человечества. Химическая термодинамика разрабатывает способы, позволяющие вычислять свойства вещества на основе знаний об индивидуальных молекулах, дает точные соотношения между измеряемыми свойствами системы и отвечает на вопрос, насколько глубоко пройдет та или иная химическая реакция, прежде чем будет достигнуто стационарное или равновесное состояние.
Значение термодинамики непреходяще для самых разнообразных областей науки, в том числе и для изучения биологических систем и живых организмов, представляющих собой с точки зрения термодинамики системы, непрерывно обменивающиеся с окружающей средой веществом и энергией.
В основе термодинамики лежат три фундаментальных закона:
1) закон сохранения;
2) закон возрастания энтропии;
3) теорема Нернста.
Эти законы позволяют рассчитывать тепловые эффекты и выход химических реакций, определять пути повышения эффективности химических реакций и направление их самопроизвольного течения, оценивать условия равновесия и возможности его смещения под влиянием внешних условий. В настоящем разделе показаны возможности практического применения фундаментальных законов.
1.1. ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ РЕАКЦИИ. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Тепловым эффектом реакции называют максимальное количество теплоты, которое может выделяться или поглощаться в ходе данной реакции.
Тепловой эффект определяют при выполнении следующих условий:
1) реакция должна пройти необратимо и до конца;
2) температуры исходных веществ и продуктов реакции должны быть одинаковы;