Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 63 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

63
Таблица 2.5.1.
Термодинамические характеристики исходных веществ и
продуктов реакции
Вещество
∆H
0
, кДж/моль
S
0
, Дж/моль К
Fe
2
O
3 кристал
- 821,3 89,96
H
2 газ
0 130,65
Fe
кристалл.
0 27,15
H
2
O
пар
- 241,84 188,74
Рассчитаем изменение энтальпии и энтропии реакции при стандартных
условиях в соответствии с законом Гесса.
∆H
0
реакции
= Σ ∆H
0
продуктов
- Σ ∆H
0
исходных веществ
=
∆H
0
реакции
= (2 ∆H
0
Fe крис.
+ 3 ∆H
0
Н
2О пар
) – (∆H
0
Fe
2
O
3
крис
+ 3 ∆H
0
Н
2
газ
) =
(2 ·0 + 3·( - 241,84) ) - ( -821,3 + 3 · 0) = 95,78 кДж/ моль
Таким образом, изменение энтальпии в реакции при стандартных усло-
виях составляет величину
∆H
0
реакции
= 95,74 кДж/моль.
Изменение энтропии
∆ S
0
реакции
также рассчитаем в соответствии с зако-
ном Гесса:
∆S
0
реакции
= ΣS
0
продуктов
– ΣS
0
исходных веществ
=
∆S
0
реакции
= (2 ·S
0
Fe
крис.
+
3·S
0
H
2
O
пар
) - ( S
0
Fe
2
O
3 крис.
+ 3 ·S
0
H
2 газ
) =
(2 ·27,15 + 3 · 188,74) - (89,96 + 3 · 130,65) = 138,61 Дж/моль К.
Изменение энтропии в реакции при стандартных условиях оказалось
равным
∆S
0
реакции
= 138,61 Дж/моль К.
При температуре 298 К изменение энергии Гиббса составит величину
∆G
0
реакции
= ∆H
0
реакции
– T ∆S
0
реакции
= 95,78 - 298 · 0,1386
1
= + 54,48 кДж/ моль.
Большая положительная величина
∆G
0
реакции
== + 54,48 кДж/ моль
указыва-
ет на невозможность восстановления Fe
2
O
3 кристал
водородом до металличе-
ского железа при стандартных условиях.
Наоборот, противоположный процесс
2Fe
кристалл.
+ 3 H
2
O
пар
= Fe
2
O
3 кристал.
+ 3 H
2 газ
Характеризуется отрицательной величиной изменения энергии Гиббса
∆G
0
обратной
реакции
= - 54,48 кДж/ моль.
Из чего следует, что такая реакция возможна. Действительно, этот про-
цесс самопроизвольно протекает, и результатом его является окисление
(коррозия) железа, что мы и наблюдаем повседневно.
А при каких условиях (при какой температуре) будет наблюдаться рав-
новесие в данной системе? В равновесном состоянии изменение энергии
Гиббса системы равно нулю, т.е.
1
Обратите внимание на то, что изменение энтропии представлено в кДж/(моль К), потому
что величина изменения энтальпии представлена в кДж.

Страницы