• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Методи обчислення стандартної хімічної спорідненості

Температура не входить в умови стандартної хімічної спорідненості. Звичайно визначають стандартну хімічну спорідненість при 298 К та при будь-якій інший температурі.

Визначити стандартну хімічну спорідненість реакції при 298 К можна за допомогою стандартних ізобарних потенціалів утворення реагуючих речовин: стандартна хімічна спорідненість при 298 К дорівнює алгебраїчній сумі стандартних ізобарних потенціалів утворення кінцевих речовин (продуктів реакції) мінус алгебраїчна сума стандартних ізобарних потенціалів утворення вихідних (початкових) речовин, тобто

, (5.8)

де n_i – кількість моль і-ої речовини; - стандартний ізобарний потенціал утворення речовини, Дж/моль.

Стандартним ізобарним потенціалом утворення сполуки () називається ізобарний потенціал реакції утворення одного моль сполуки при Т = 298 К і Р – 1,013×10⁵ Па з простих речовин (але не з атомів). Величини для багатьох речовин відомі і наводяться в довідниках (табл. Д.2). Для простих речовин = 0. Визначаються в джоулях на моль (Дж/моль).

Можна визначитиі шляхом алгебраїчного підсумовування допоміжних реакцій, яких відомі, за правилом:

якщо Х = ±mI ±nII ± … ±іІ,(5.9)

то, (5.10)

де Х – базова реакція, для якої визначають ; І, ІІ, … І – допоміжні реакції, стандартні хімічні спорідненості яких відомі - , , …, ; m, n, …, i – коефіцієнти при допоміжних реакціях.

Докладніше метод розглянуто на стор. 26.

В основі розрахунків стандартної хімічної спорідненості при будь-якій температурі лежить рівняння Гіббса-Гельмгольца (5.5)

,

яке можна розв'язати двома способами.

Перший спосіб полягає в визначенні DН_Т і DS_Т за допомогою емпіричного ступеневого ряду теплоємкості (3.8;4.9). Тоді рів4няння Гіббса-Гельмгольца перетворюється в рівняння Тьомкіна-Шварцмана

,(5.11)

де М_о, М₁, М₂ і М_-2 – температурні функції, визначені Тьомкіним і Шварцманом.

Температурні функції залежать тільки від температури. Їх величини для різних температур наводяться в довідниках (табл. Д.4).

Якщо ж при визначенні DН_Т і DS_Т користуються функціями тепловмісту і приведеною енергією Гіббса (3.9;4.10), то рівняння Гіббса-Гельмгольца набуває вигляду

. (5.12)

Задача 5.1.Процес виробництва міді в кольоровій металургії складається з декількох стадій. Спочатку сульфідну руду обпалюють до оксидів, потім проводять плавлення на штейн в присутності коксу і піску до Cu₂S. Нарешті здійснюють конверторну плавку за реакцією

2Cu₂O + Cu₂S = 6Cu + SO₂

і одержують чорнову мідь.

Визначити стандартну хімічну спорідненість реакції при 298 і 1000 К. Зробити висновки про можливість самодовільної течії реакції за цих умов.

Розв'язання. визначимо за рівнянням (5.8), стандартні ізобарні потенціали утворення сполук візьмемо з табл. Д.2:

розрахуємо за рівнянням Тьомкіна-Шварцмана (5.11). Для цього спочатку визначимо:

Тоді

Таким чином, при 298 К >0. Отже за цих умов досліджувана реакція самодовільно в прямому напрямку не проходить. При 1000 К що свідчить про можливість самодовільної течії реакції в прямому напрямку.

Задача 5.2.Визначити стандартну хімічну спорідненість при 298 і 1000К реакції

X. SiO₂ + 2Mg = Si + 2MgO,

що застосовується у промисловому здобутті кремнію, а також вплив температури на хімічну спорідненість реакції.

Розв'язання. Стандартну хімічну спорідненість реакції при 298 К визначимо шляхом алгебраїчного підсумовування допоміжних реакцій, яких відомі (табл. Д.3):

І. SiO₂ + 2C = Si + 2CO +1 = 582,37 кДж;

ІІ. MgO + C = Mg + CO -2 = 432,12 кДж.

Зробивши перевірку за рівнянням (5.9), обчислюємо за рівнянням (5.10)

= - 2= 582,37 - 2×432,12 = -281,87 кДж.

Стандартну хімічну спорідненість при 1000 можна визначити за рівнянням (5.12)

.

Стандартний тепловий ефект реакції, а також зміну тепловмісту і приведеної енергії Гіббса обчислимо за рівняннями:

Отже

Таким чином, реакція відновлення кремнію і при 298, і при 1000 К самодовільно проходить у прямому напрямку. З ростом температури стандартна хімічна спорідненість реагуючих речовин зменшується.

Читайте також:

1. Аварійне та довгострокове прогнозування хімічної обстановки
2. Автододавання та автообчислення.
3. Автоматизація водорозподілу на відкритих зрошувальних системах. Методи керування водорозподілом. Вимірювання рівня води. Вимірювання витрати.
4. Агрегативна стійкість, коагуляція суспензій. Методи отримання.
5. Адаптовані й специфічні методи дослідження у журналістикознавстві
6. Адміністративні (прямі) методи регулювання.
7. Адміністративні методи - це сукупність прийомів, впливів, заснованих на використанні об'єктивних організаційних відносин між людьми та загальноорганізаційних принципів управління.
8. Адміністративні методи управління
9. Адміністративні, економічні й інституційні методи.
10. Адміністративно-правові (організаційно-адміністративні) методи мотивації
11. Адміністративно-правові методи забезпечення економічного механізму управління охороною довкілля
12. Аерометоди

Переглядів: 1032