химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

(II) идет слева направо, однако точность расчета не так

велика, чтобы этот результат был достоверен, так как значение очень

мало.

Рассчитывая AG" для реакции (II) при 1800 °С, получаем:

2073 1900-200 AG2073 = - 30 . -Г873" + 1873 ~ 170 кал

При нагревании на 200 °С знак AG° реакции (II) и, следовательно, направление реакции изменяется. Таким образом, повышение температуры выше 1600 *С способствует переходу азота от циркония к титаиу.

Применяя уравнение (IX, 2) к реакциям, протекающим в фазах переменного состава—газовых или жидких растворах, можно иайти значение константы равновесия и выход продукта при каждой температуре.

Подставив в уравнение (IX, 2) значение AG°, выраженное через константу равновесия [уравнение (VIII, 20)1, получим:

Это уравнение, так же как и уравнение (IX, 2), применимо только в небольшом температурном интервале. Оно называется уравнением изобары Вант-Гоффа, Аналогично можно получить уравнение

\nK2jKUc^^U/R,(T2-Tl)IT2Tl (IX, За)

называемое уравнением - изохоры Вант-Гоффа.

Определим, например, как изменится величина константы равновесия

реакции

НаО(г) + СО = Н3 -f СОя (III)

при повышении температуры от 900 до 1100 °К. Теплота этой реакции равна АН=—10000 кал, а константа равновесия при 900 °К имеет значение /С{п=2,19.

Считая АН постоянной, получаем при 1100°К:

10 000-200 _

lg К'{п = lg 2,19 4>576.900-1100 0,10

или tfnl=0,79.

Таким образом, равновесие реакции (III) прн повышении температуры смещается налево.

Уравнение (IX, 2) можно представить в форме неопределенного интеграла:

AG° АН С ]

или Т ' Т +L (IX, 4)

bG° = АЯ + СТ j

Легко видеть, что С=—AS°.

Преобразовав подобным образом уравнение (IX, 3), получим:

\пК = —$+С (IX, 5)

и

Если А Я не зависит от температуры в известном интервале температуры, то \gK является линейной функцией обратной величины абсолютной температуры. Наклон прямой lg/C=f(l/71)

АН. AS0

равен —4~~575> а отрезок на оси ординат равен j-^Так, зависимость константы равновесия реакции

СОг + Н2 = СО + НаО(г)

от температуры (в интервале 800—1200 °С) выражается уравнением:

Теплота реакции равна 1395-4,576=6380 кал, а изменение энтропии AS°= 1,360-4,576=6,22 кал!град.

§ 2. Зависимость изобарного потенциала реакции и константы

равновесия от температуры

При интегрировании уравнения (IX, 1) в широком интервале температур необходимо учитывать зависимость А Я от температуры. Представим это уравнение в форме неопределенного интеграла:

ДѰà = -Т \-Щ-<ГГ + /, (IX, 6)

Здесь 1—константа интегрирования, которая имеет определенное числовое значение; эту величину необходимо найти для того, чтобы вычислить ДС/т-. По уравнению Кирх-гоффа (II, 14), при 7\=0

т

о

или при Тгф0

т

Tl

Подставив эти выражения в уравнение (IX, 6), получим:

т

или

ag; - дя0 - т j^Lj s (v.cp,,) + /г о

т

hG°T = ДЯ?1 _ Г j j Е (vA. /) dT + /Г (IX, 7а)

Величина температурного интервала, в котором применено уравнение (IX, 7), и точность этого уравнения зависят от знания зависимости теплоемкостей от температуры.

Интеграл уравнения (IX, 7а) можно во многих случаях представить как сумму интегралов, найденных для каждого компонента реакции в отдельности, и записать это уравнение иначе. В самом деле, интеграл уравнения (II, 14) можно записать в виде:

т т

j 2(vx.Cp,,) dT = ? v, j Cp, idT^^ v,y, (T) (IX, 8)

Ti i n

Здесь Yi~Hi,T—Hi,Ti—прирост энтальпии компонента / в интервале температур от 7\ до Т (эту величину часто находят непосредственным калориметрическим измерением). Очевидно, что при этом интеграл уравнения (IX, 7а) будет равен:

г г

j-^-so^-Sv, (IX, 9)

Интегрирование уравнений (IX, 7) или (IX, 7а) в этом случае сводится к алгебраическому суммированию интегралов (IX, 8) и (IX, 9) для каждого компонента при заданной температуре.

on*

Эти интегралы для многих соединений вычислены и сведены в таблицы.

Решение уравнения (IX, 7) предпочтительно проводить не в общей форме, а конкретно, в применении к частным формам зависимости Ср от Т для компонентов определенной реакции.

В качестве примера решим это уравнение для реакции

С + С02 = 2СО (IV)

Теплота этой реакции при 25 °С (298 °К) равна ДЯМВ=41 130 кал, а зависимости теплоемкостей участников реакции от температуры имеют вид:

С02....Ср = 10,34 + 2,74-10~3 7 — 2,30-10~б Г-*

СО....Ср = 6,60+ 1,20-10"» Г

Сграфкт- ? • • Ср = 2,67 + 2,62 • 10"3 Г - 1,17 • 10» Г"»

Алгебраически суммируя эти выражения, получаем:

2 vCp> i = 0,19 — 2,96-10~з Т 3,47-105 Т~%

Откуда

Шт = Д#0 + 0,19 Т — 1,48-10"3Г3— 3,47-105Г"»

Подставив значение ДЯ2|8=41 130, находим Д//с=42 370*. Подставляем &H=f(T) в уравнение (IX, 6) и интегрируем:

AG*r = 42 370— 0,44 Tig Г + 1,48 ? Ю"8 Га — 1,74-106 Г-1+/Г (тХ> щ

Для того чтобы найти значение / в уравнении (IX, 10), необходимо знать величину AG° хотя бы при одной температуре (более точное решение получится, если AG" известно из опытных данных при нескольких

страница 115
< 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
Предложение от KNSneva.ru lenovo thinkpad edge 14 - от товаров до интеграции в Санкт-Петербурге!
стеклянные стенды для школы
руслан и людмила навка советский спорт
завеса воздушно-тепловая кэв-30п6041е

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
(25.07.2017)