![]() |
Вопрос № 5. Энтропийный метод расчёта константы равновесия химических реакций.
Общий запас внутренней энергии каждого вещества вычисляют по уравнению: Для расчета химических реакций используют понятие о химическом потенциале: Энтропийный метод расчета
Вариантов расчета теплового эффекта реакции и изменения энтропии существует несколько. Есть способ, когда непосредственно по справочным данным величину Приведенные уравнения показывают, как может изменяться внутренняя энергия и энтропия произвольного вещества при изменении его температуры. В реакции участвуют разные вещества и для каждого из них, в зависимости от наличия или отсутствия модификационных и агрегатных превращений, зависимость внутренней энергии или энтропии от температуры может выражаться разными уравнениями. Например, если какое-либо вещество не претерпевает никаких изменений в интервале температур от 298 до Т, то для такого вещества:
В случае, если вещества претерпевают изменения в интервале температур от 298 до Т, величины
Рассмотрим качественный пример:
Итак, видим, что только одно вещество-участник реакции претерпевает превращение при
Так как теплоемкость у каждого вещества зависит от температуры, следующим образом где
где Подинтегральные выражения в уравнениях
Если в реакции участвует простое вещество, то теплота его образования
Итак, вычисляем Находим константу равновесия.
Вопрос № 6.Химические реакции металлургических процессов. Оценка самопроизвольности их протекания. Уравнение изотермы Вант- Гоффа.
Причинами реагирования веществ между собой являются: -наличие у веществ определенных химических потенциалов; -неодинаковость (различие) значений этих химических потенциалов у веществ-реагентов и веществ-продуктов. Реакция может идти при заданной температуре только в направлении образования менее активных веществ из более активных. Условием возможности протекания процесса вправо или влево является неравенство химических потенциалов участников реакции: Если,
Рассмотрим пример:
Fe3O4 и Fe2O3 являются чистыми конденсированными веществами, их химические потенциалы считаются стандартными и обозначаются: Газы до начала реагирования могут иметь разные парциальные давления, их химические потенциалы зависят от давления при постоянной температуре:
Тогда, Величины Таким образом, имеем:
где В общем случае П – это отношение концентраций веществ-продуктов, вступающих в реакцию, с соответствующими показателями степеней, равным коэффициентам в исходном состоянии. Уравнение изотермы Вант-Гоффа показывает, что возможность протекания реакции вправо или влево зависит от: -природы веществ-участников реакции; -температуры, которая фигурирует в двух слагаемых и -исходного состояния веществ. Суть этого влияния заключается в том, с какой стороны от равновесия находится смесь веществ-реагентов. Переход к равновесию от исходного состояния соответственно может быть связан с протеканием реакции вправо или влево. |
|
|