Енергія Гіббса, ентропія, ентальпія, тепловій ефект, виходу продукту, теплоємність, тиск системи, константа рівноваги, закон Гесса

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра фізичної та органічної хімії

РЕФЕРАТ

з курсової роботи по фізичній хімії

Енергія Гіббса, ентропія, ентальпія, тепловій ефект, виходу продукту, теплоємність, тиск системи, константа рівноваги, закон Гесса

Мета роботи:

Вивести аналітичну залежність теплового ефекту реакції від температури за величиною теплового ефекту реакції при 298К, якщо вона протікає при постійному тиску, визначити можливість самочинної течії реакції за стандартних умов, визначити яким чином треба змінити тиск однієї з газоподібних речовин для того, щоб надана реакція при стандартній температурі протікала рівноважно, визначити яким чином змінюються термодинамічні функції ДG, ДH, ДS і ДF від температури, розрахувати вихід Н₂ при температурі 600 К відносно речовини СO, визначити як вплине на вихід Н₂ збільшення вихідної кількості однієї з газоподібних речовин у 2 рази, оцінити якісно, яким чином треба змінювати температуру та тиск в системі для підвищення рівноважного виходу, визначити тиск в системі для якого рівноважний вихід вихідних речовин підвищується на 5%.

Для одержання рівняння скористуємося вираженням:

В першу чергу з'ясуємо залежність змінення теплоємкості від температури. Ця залежність визначається рівнянням:

Коефіцієнти з рівняння a, b, c та c^! знайдемо у довіднику.

Для даної реакції та інтервалу температур від 298 до 2000 К рівняння залежності зміни теплоемності від температури буде:

;

= -12,04; 8,03; 2,05; 298-2000.

Підставимо під знак інтегралу залежність:

=f(T)

Та проводимо інтегрування у межах від 298 до Т:

Т ? 2500

;

.

Таким чином, отримане рівняння залежності теплового ефекту реакції від температури, справедливе у інтервалі температур від 298 до 2500 К прийме вид:

=-5920Дж/моль =-5,92кДж/моль

= - 18,2кДж/моль

= - 19,2 кДж/моль

= - 18,3 кДж/моль

= - 15,3 кДж/моль

Для того щоб визначити можливість самочинної течії реакції за стандартних умов, необхідно визначити знак ДG або порівняти ДS з реакції:

- неравномiрна, необоротна, за стандартними умовами можлива самочинна течія даної реакції:

- нерівномiрна, необоротна, за стандартними умовами можлива самочинна течія даної реакції.

Скористуємося рівнянням:

.

Отже, для того, щоб реакція протікала рівноважно необхідно збільшити тиск I₂ у разів.

Для того щоб визначити яким чином зміниться ДН при:

Т=450

Скористуємось залежністю:

ДН=f(T)

Дж/моль = -7,183 кДж/моль.

Для того щоб визначити яким чином зміниться ДG при:

Т=450

Скористуємось формулою Тьомкіна-Шварцмана:

Коефіцієнти з рівняння , , и знайдемо у довіднику:

;

Для того щоб визначити яким чином зміниться ДS скористуємось рівнянням Гіббса:

З нього випливає:

;

Щоб визначити яким чином зміниться ДF скористуємось залежністю:

Для визначення константи рівноваги скористуємось рівнянням:

Якщо загальний тиск у системі рівний 1 атм, то

К^°=К_х

Отже:

z = 0,05моль

Що відповідає виходу НI відносно H₂. Отже,вихід:

НI =0,05/2=0,03

0,03*100%=3%

Отже, вихід НI складає 3%.

Для визначення константи рівноваги скористуємось рівнянням:

Якщо загальний тиск у системі рівний 1 атм, то:

К^°=К_х

Отже:

z '= 0,07моль

Що відповідає виходу НI відносно I₂

Висновок: при збільшенні у 2 рази I₂ вихід НI збільшується у 1,25 рази.

Визначити тиск в системі для якого рівноважний вихід при температурі 450К і стехіометричній кількості вихідних речовин підвищується на 5%.

Розв'язання:

З відповіді попереднього завдання маємо, що зміна тиску не впливає на зміну рівноважного виходу для цієї реакції.

реакція формула константа

Список посилань

1. В.А. Киреев. Краткий курс физической химии, М., 1970г.

2. Краткий справочник физико-химических величин, под. ред. К.П. Мищенко и А.А. Вавделя, узд. 4-е, Изд. «Химия», 1965г.

3. И.В. Кудряшв, Г.С. Каретнико. Сборник примеров и задач по физической химии: Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1991г.

Размещено на Allbest.ru