химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

проходит через раствор NaCN, содержащий С13. Константа равновесия при 25 °С равна 1,026.

§ 11. Стандартные изобарные потенциалы реакций. Комбинирование равновесий

Константа равновесия Кр и стандартный изобарный потенциал AG0 реакции однозначно связаны уравнением (VIII, 20). Обе величины являются характеристиками равновесия: зная одну из них при какой-либо температуре, можно предвидеть направление, в котором пойдет реакция, и количественно вычислить выход продуктов реакций в идеальных системах при данной температуре*.

Порядок и знак величины AG0 позволяют качественно предвидеть положение равновесия реакции. Большая положительная величина AG" означает, что конечные продукты имеют гораздо больший потенциал, чем исходные вещества, и равновесное состояние близко к исходным веществам, т. е. сдвинуто влево; выход продукта мал. Константа равновесия в этом случае много меньше единицы. Например, для реакции 1A2N2+1A202=NO (при 2675 °К) AG°=15425 кал; Кр=3,5- 10"3 и выход N0 равен 2,88%.

Если AG0 является большой отрицательной величиной, то равновесие сдвинуто вправо и выход продукта велик; константа равновесия имеет большую величину. Так, для реакции СО+ +1/2О2=С0а (при 1396 °К) AG°=—37 775 кал; /(„=0,819-106 и содержание СО и 02 в равновесной смеси составляет сотую долю процента.

Основная практическая ценность изобарных потенциалов реакции связана с возможностью комбинирования равновесий и расчета констант равновесия и теоретических выходов продукта для реакций, которые не изучались экспериментально, а нередко и не могут быть изучены непосредственно.

* Знак величины AG, т. е. изобарного потенциала реакции в смеси заданного состава [см. уравнение (VIII, 19), стр. 269] непосредственно указывает направление реакции в смеси данного состава. Однако эту величину надо вычислять заново, для каждой смеси, зная заранее величину h..

Так как величина G есть функция состояния системы, то AG не зависит от пути процесса. Поэтому изобарный потенциал для реакции, совершающейся в несколько стадий (1, 2, 3...), равен сумме величин AG для каждой стадии, и если одно из значений AG, входящих в сумму, неизвестно, то оно может быть рассчитано. Для такого расчета, аналогичного расчетам теплот реакций по закону Гесса, необходимо, чтобы конечные продукты одной реакции (первая стадия суммарной реакции) находились в том же состоянии, в каком они являются исходными веществами другой реакции (вторая стадия). Это как раз и достигается использованием стандартных изобарных потенциалов реакции AG0. При вычислении этих потенциалов принимают,

чго каждый из компонентов реакции находится при давлении, равном 1 атм, причем твердые и жидкие вещества являются чистыми фазами, а газообразные вещества—идеальными газами (для последних безразлично, находятся ли они в смеси или в индивидуальном состоянии, важно лишь, что все парциальные

давления pl~\)*.

Вследствие наличия логарифмической зависимости между Д(?° и Кр, все действия сложения и вычитания для величины ДС° при комбинировании реакций преобразуются в действия умножения и деления для величин КрРассмотрим следующие примеры.

Известны AG* при 1396 °К для реакций:

СО + Н20 = С02 + На; AGj=2290 (1)

и

2СО + Оа = 2С02; Дб|, = —75 550 (11)

Нужно найти константу рарчовесия реакции

2Н2 + 02 = 2НаО(г); AG°m = ? (Ill)

и вычислить степень диссоциации НаО при Р—0,1 атм

Проведем те же операции, что и при расчете теплоты реакции по закон/ Гесса:

(Ш) = (II) — 2(1); Дбш = Дбц — 2AG°j = -75 550 — 4580 - —80 130 кал Зная величину AG|n, вычисляем величину Кш:

Кщ = 3,50* 1012

Используя уравнение (VIII, 31) для константы равновесия реакции, обратной реакции (III), вычисляем степень диссоциации НгО при заданном давлении:

а = l/, 2 = \f ?—_ - 1,79- 1<Г«

* Если вместо величины Кр использовать величину Кс, то в общем случае:

AG = —RTlnKp -f- RTZvilnp0

AF = — RT ЫКс + RT^i be]

Величины AG и в обоих выражениях равны между собой, так как раз. личия между Кр и Кс и между р{ и с{. компенсируются. Однако стандартные величины AG =~RTln Кр и &F°=—RTlnKc численно различны, так как начальные и конечные состояния в двух строчках неодинаковы (р]=\ или с°=1). Для расчетов используются практически всегда величины AG=.

V КщР У 3,50-Ю12-0,1

Аналогичные расчеты можно провести, зная величины Кр. Так, для реакций в газовой фазе:

СН3ОН(г) + СО = НСООСН3(г) (IV)

и

На + Y НСООСН3(г) = CHgOH(r) (V)

известны иа основании опыта константы равновесия при 600 'К:

к _ Рнсооснз _2)02,](Г. ^ РснзОнРсо

и

Kv= Р^°Н =0,813

РнаРнсоосн3

Константу равновесия реакции синтеза метанола

2На > СО = СН3ОН(г)

равную

РСНэОН Рн2Рсо

можно найти, комбинируя константы /CJV и Kyi

Kvl = Klv-Kv= 1.86-104

Степень превращения (см. стр. 278) стехиомётрической смеси при 50 атм составляет 15,5% (при расчете отклонения от идеального состояния не учитывались).

Расчеты изобарных потенциалов и констант равновесия различных реакций легко выполняются путем комбиниров

страница 112
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
электрокамин nice
rifra
керамические формы для выпечки купить
сетка кладочная 5 мм

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(17.01.2017)