Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 64 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

64
∆G
0
реакции
= 0
и
∆G
0
равновес.
= ∆H
0
равновес.
– T
равновес.
· ∆ S
0
равновес.
= 0
Откуда
1
К
S
H
T
равновес
равновес
равновес
0,691
61,138
95780
.
0
.
0
.
==
∆
∆
=
При этой температуре обе реакции: восстановление и окисление железа
равновероятны, их скорости одинаковы. При температуре ниже 691 К железо
самопроизвольно окисляется водяными парами до оксида железа с выделе-
нием водорода, а при температуре выше 691 К, наоборот, водород восста-
навливает оксид железа до металлического.
Таким образом, используя основные понятия и термодинамические за-
кономерности, мы оценили принципиальную возможность протекания как
прямой, так и обратной реакции, а также и температуру равновесного со-
стояния реакционной системы.
Пример 2. Возможен ли процесс испарения воды при стандартных услови-
ях? Каково влияние температуры на этот процесс?
Решение. Для решения вопроса о возможности данного процесса нужно
знать изменение энергии Гиббса при его протекании. Поэтому вначале со-
ставим термохимическое уравнение требуемого перехода:
Н
2
О
ж
= Н
2
О
пар
;
∆Н
0
испар.
.
Для расчета изменения энергии Гиббса этого перехода, равного
∆G
0
испар
= ∆H
0
испар
– T ∆S
0
испар.
,
Нужно рассчитать изменение энтальпии
∆H
0
испар
и энтропии
∆S
0
испар
этого
процесса.
Рассчитаем изменение энтальпии этого перехода при стандартных ус-
ловиях:
∆H
0
испар
=
∆
Н
0
Н
2Опар
– ∆Н
0
Н
2Ож
И изменение энтропии в этом процессе при этих же условиях:
∆S
0
испар
.
= S
0
Н
2Опар
- S
0
Н
2Ож.
Подставляя табличные данные (см. приложение), получаем:
∆H
0
испар
.
=
-241, 84 – (-285, 84) = 44 кДж/моль
,
∆S
0
испар
=
188,74 – 69,96 = 118, 78 Дж/ (моль К)
Зная эти величины, рассчитываем изменение энергии Гиббса при этом пере-
ходе для стандартных условий:
∆G
0
испар
= ∆H
0
испар
– T ∆S
0
испар.
=
44000 – 298·118,78 = +8603,6 Дж
Полученная величина энергии Гиббса
∆G
0
испар
.
=
+8,6 кДж
явно величи-
на положительная (∆G
0
испар
> 0
), и, следовательно, процесс испарения воды
при 25
0
С невозможен. Но наш повседневный опыт говорит об обратном: во-
да испаряется при комнатных условиях. В чем же дело?
1
При расчете температуры равновесия предполагаем, что изменение энтальпии и энтро-
пии не зависит от температуры, и используем стандартные их значении для 298 К.

Страницы