Хімічний потенціал системи

Проведене обговорення непрямим чином показало, що хімічний потенціал системи значною мірою залежить від концентрації реагентів. Цей висновок навряд чи може здатися дивним. Дійсно, кількість тепла, що виділяється при згорянні вугілля,, визначається в рівній мірі як його кількістю, так і якістю. Аналогічним чином, оскільки хімічний потенціал визначається як. вільна енергія, що міститься в 1 моль речовини, при визначенні зміни вільної енергії якої реакції концентрації реагують речовин повинні бути приведені до стандартних умов.

При розгляді багатьох біологічних проблем, як це було показано на наведеному вище прикладі, необхідно враховувати залежність величини вільної енергії від концентрації. Щоб зробити цей висновок більш очевидним, давайте ще раз розглянемо (вже з термодинамічних позицій) явище осмосу. Як було показано в гол. II, збільшення осмотичного тиску можна пояснити наступним чином: оскільки при розчиненні речовин зменшується концентрація розчинника, то молекули чистого розчинника»прагнуть»проникнути в область, де концентрація їх знижена. Для того щоб призупинити цей процес, необхідно докласти додаткове тиск. Однак з рівним успіхом осмотичний тиск можна визначити, вважаючи, що розчинена речовина викликає зменшення хімічного потенціалу розчинника. (Середня енергія молекул розчинника при цьому не змінюється, зниження ж хімічного потенціалу викликано зменшенням кількості молекул розчинника.) Додаткове гідростатичний тиск, прикладена до розчину, збільшує вільну енергію розчинника і розчинених у ньому молекул. Як тільки її величина зрівняється з вільною енергією чистого розчинника, сумарний потік молекул розчинника стане рівним нулю. Якщо додатковий тиск не було докладено, то приплив молекул чистого розчинника в розчин буде продовжуватися до тих пір, поки хімічні потенціали обох частин системи не стануть рівні і не настане рівновага. П, ри рівновазі АС = 0 і кількості енергії і речовини, що передаються у двох протилежних напрямках, рівні за величиною і протилежні за знаком. Необхідно зауважити, що при такому розгляді явищ осмосу використовувана термінологія навіть більш вдало узгоджується з нашими інтуїтивними уявленнями. Дійсно, в цьому випадку ми говоримо, що потік розчинника направлений з області щодо більш високого»осмотичного потенціалу»в область низького»осмотичного потенціалу»(раніше ж ми говорили, що він спрямований з області низького»осмотичного тиску»в область більш високого тиску, що з чисто зовнішнього боку представляється алогічним).

Посилання на основну публікацію