химический каталог




Составление химических уравнений

Автор А.А.Кудрявцев

—32,9; 0 и —38,69 ккал/моль). Произведя вычитание из &ZlQS, отвечающей метиловому спирту, величины Л?/98 для окиси углерода, определим, что в реакции изменение \Z° равно:

\Z'i9t =— 163,17 — (—137,7) = — 25,47 кдж/моль.

Величина &Z\9% отрицательная, следовательно, реакция осуществима. Пример 2. Требуется установить, возможна ли фиксация азота (из воздуха) посредством реакции с водой:

N2 + 2H20=NH4N02

Термодинамический анализ дает: ^^8s ~ ~Ь 337,4 кдж/моль (4- 86,0 ккал/моль). Реакция невозможна. Бессмысленны будут попытки подыскать для нее подходящий катализатор или сместить равновесие увеличением давления, которое потребовалось бы сверхбольшое (порядка Ю51 атм).

Пример 3. Установить, будет ли протекать окислительно-восстановительная реакция 4HCI + 02 = 2С12 ~Ь 2НаО, если известно, что для водяного пара — Л^/эз — 228,72 кдж/моль (54,629 ккал/моль), а для хлористого водорода— AZ298 = 92,1 кдж/моль (22,00 ккал/моль). Находим изменение стандартного изобарного потенциала для реакции:

AZl9& = 2AZ|98 (Н20) - 4AZ;88 (НО) = = 2(— 228,72) — 4(— 92,1)= — 89,0 кдж/моль.

Самопроизвольный изобарно-изотермический процесс осуществим только в направлении убывания изобарного потенциала. Реакция возможна, так как величина AZ298 имеет отрицательное значение. Ниже 600° С равновесие этой реакции смещено вправо, выше 600° С — влево.

Пример 4. Определить, в каком направлении при стандартных условиях может протекать реакция:

С02 (г) -f 2Н20 (ж) = СН4 (г) 4- 202 (г)

Изобарные потенциалы образования для углекислого газа, воды и газообразного метана соответственно равны —- 394,8 кдж/моль (— 94,3 ккал/моль), — 237,73 кдж/моль (— 56,78 ккал/моль), — 50,82 кдж/моль (— 12,14 ккал/моль). Определим изменение стандартного изобарного потенциала:

AZ;98 (реакции) = AZ;98 (СН4 г) — AZ;98 (С02 г) — AZ;98 (НаО ж),

подставив данные в приведенное соотношение, получим

AZl98 =zZ2 — Z1 = — 50,82 — (— 394,8) — 2 (—237,73) = 819,44 кдж/моль.

Таким образом, изобарный потенциал Z2 (продуктов реакции) больше изобарного потенциала Zx (исходных веществ) на 819,44 кдж/моль. Следовательно, реакция может протекать только справа налево.

Пример 5. Вычислить, какую максимальную работу совершит медно-цинковый элемент при "25° С, если при работе израсходовалось (растворилось) 216,48 г цинка, его э. д. с. = 1,1 в. Максимальная работа элемента, которую он может совершить при превращении химической энергии реакции в электрическую, равна произведению э. д. с. (Е) на количество электричества (Q):

A — EQ или А = Е ^ nF,

где g — вес вещества, г\ М — его молекулярный вес; п ~ валентность; F — число Фарадея.

Подставив наши данные в последнее соотношение, получим

А = Е 4i nF = 1,1 • • 2 • 96 500 = 849 200 дж.

Пример б. Определить константу равновесия реакции

ZnS04 + Cd = CdS04 -f Zn

по данным о стандартных электродных потенциалах Zn и Cd. Вычислить работу реакции в условиях полной обратимости при постоянных давлении и температуре: (л2п2+ = 0,001, tfCd2-i- = 0,125,Т = 298° К). Стандартные электродные потенциалы:

Zn j Zn2+ Е0 = — 0,763 в; Cd | Cd3+ Е0 = — 0,403 в.

Из этих данных видно, что реакция будет протекать следующим образом:

Zn+Cda+^Zna+ + Cd

Определим константу равновесия реакции, учитывая, что активности металлических Zn и Cd равны единице:

„ aZtl2 +

— ,

°Cd2-!гдеа2П2+ и а^г+ — активности Zn2+ и Cd2+ при равновесии.

Если элемент составлен из полуэлементов, в которых активности ионов цинка и кадмия равны равновесным, реакция не пойдет и э. д. с. равняется нулю:

р р р , ЯТ^асй*+_п

" "Zn2"*"

Константа равновесия связана со стандартными окислительно-восстановительными потенциалами. В нашем случае она вычисляется по формуле:

_[-0,403-(-0,763)]. 2

lg Ка 12,2,

Ка= 1,74- 1012

Максимальная работа реакции (А) при р и Т = const:

А= — AZ, А = nFE, EQ Cd2+ j cd — Zn | Zn2+ "Ь *п а'Ъп^ '

E = - 0,403 - (- 0,763) +^lg= 0,422 в.

A = 2 • 9,65 • 107 • 0,422 = 8,14 • 107 дж/кмоль. Пример 7. В гальваническом элементе протекает реакция

Zn + Hg2S04 = ZnS04 + 2Hg

^25°С ~ Ь4208 в, ?,35сС — 1,4167 в. Требуется вычислить AZ и тепловой эффект реакции.

Изменение изобарного потенциала для реакции определим по уравнению AZ = — пЕЕ — — 2 - 23062 • 1,4208 = — 65,53 ккал/моль (— 274,36 кдж/моль). Если э. д. с. элемента определена при двух или нескольких температурах,

то можно вычислить температурный коэффициент э. д. c-(jp^j ,т- е- отношение

ее изменения к изменению температуры при постоянном давлении, а следовательно, и теплоту реакции (АН) по уравнению:

E+W-T[df)P'

В нашем случае

АН

= —0,00041 В/ГРАД;

Таким образом, окислительно-восстановительные и термодинамические потенциалы связаны между собой и позволяют определять направление химических реакций, константу равновесия (и, следовательно, выход продукта реакции), химическое сродство, тепловой эффект реакции, растворимость и произведение растворимости вещества и т. д.

Упражнения

Пользуясь таблицей окислительно-восстановительных

страница 67
< 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

Скачать книгу "Составление химических уравнений" (2.39Mb)


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

 

 

Реклама
Настенные часы большие Vostok
Рюкзачки для детей Beatrix
видеорегистраторы ridian
rgb controller

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
(28.02.2017)