Практикум по физической химии: Фазовые и химические равновесия. Химическая кинетика. Скиба Г.С. - 107 стр.

UptoLike

Составители: 

107
и константы равновесия в зависимости от температуры, если
проинтегрировать уравнения (57) и (58). Получаем
TITd
T
TH
TTG
r
r
+
=
2
)(
)(
o
o
(60)
и
ITd
T
TH
R
K
r
+
=
2
)(1
ln
o
o
, (61)
где
I
и
I
постоянные интегрирования, которые связаны между собой
равенством RII /=
.
Для небольшого интервала температур Т
2
Т
1
тепловой эффект
реакции практически изменяться не будет. При этих условиях уравнения
(60)
и (61) примут вид
TITHTG
rr
+= )()(
oo
(62)
и
RI
TR
TH
K
r
/
)(
ln
=
o
o
. (63)
Значения )(TH
r
o
и I в уравнениях (62) и (63) будут зависеть не
только от природы реагирующих веществ, но и от той области температур,
в которой выбран рассматриваемый интервал Т
2
Т
1
. Из сопоставления
уравнений Гиббса-Гельмгольца и (62) следует
o
SI
r
= , где
o
S
r
изменение энтропии в результате реакции. Если температурный интервал
Т
2
Т
1
небольшой, то на основании уравнения (63) будем иметь
12
12
1
2
)()(
)(
)(
ln
TT
TT
R
TH
K
K
r
=
o
o
o
. (64)
Выражение (64) позволяет вычислить константу равновесия при одной из
температур, если известно ее экспериментальное значение при другой
температуре, а также тепловой эффект реакции. Если же будут известны
экспериментальные значения
o
K
при двух или более температурах, то
получаем возможность вычислить тепловой эффект реакции по уравнению
(64). Уравнение типа (62) и (63) часто может быть использовано
в относительно широком интервале температур, если в него вместо
величин )(TH
r
o
и
o
S
r
подставим их средние значения
ср
o
H
r
и
ср
S
r
для
выбранного интервала температур. С использованием
ср
o
H
r
и
ср
S
r
уравнение для зависимости константы равновесия от температуры примет
                                                    107


и константы равновесия в зависимости от                          температуры,   если
проинтегрировать уравнения (57) и (58). Получаем
                                           ∆ r H o (T )
                     ∆ r G o (T ) = −T ∫                dT +IT   (60)
                                               T2
и
                               1 ∆ r H o (T )
                               R∫
                    ln K o =                  d T + I′ ,          (61)
                                     T2
где I и I ′ – постоянные интегрирования, которые связаны между собой
равенством I ′ = − I / R .
     Для небольшого интервала температур Т2 – Т1 тепловой эффект
реакции практически изменяться не будет. При этих условиях уравнения
(60)
и (61) примут вид
             ∆ r G o (T ) = ∆ r H o (T ) + I T       (62)
и
                        ∆ r H o (T )
               ln K = −
                      o
                                     − I/R .                        (63)
                            RT
     Значения ∆ r H o (T ) и I в уравнениях (62) и (63) будут зависеть не
только от природы реагирующих веществ, но и от той области температур,
в которой выбран рассматриваемый интервал Т2 – Т1. Из сопоставления
уравнений Гиббса-Гельмгольца и (62) следует I = −∆ r S o , где ∆ r S o –
изменение энтропии в результате реакции. Если температурный интервал
Т2 – Т1 небольшой, то на основании уравнения (63) будем иметь
                   ( K o ) 2 ∆ r H o (T ) (T2 − T1 )
              ln            =                        .              (64)
                   ( K o )1       R         T2 T1
Выражение (64) позволяет вычислить константу равновесия при одной из
температур, если известно ее экспериментальное значение при другой
температуре, а также тепловой эффект реакции. Если же будут известны
экспериментальные значения K o при двух или более температурах, то
получаем возможность вычислить тепловой эффект реакции по уравнению
(64). Уравнение типа (62) и (63) часто может быть использовано
в относительно широком интервале температур, если в него вместо
величин ∆ r H o (T ) и ∆ r S o подставим их средние значения ∆ r H o ср и ∆ r Sср для
выбранного интервала температур. С использованием ∆ r H o ср и ∆ r Sср
уравнение для зависимости константы равновесия от температуры примет