Изчисляване на промяната в енергията на химическа реакция при стандартна температура Gibbs

Изчисляването на енергийните промени Гибс на химическа реакция при стандартна температура (298 К) може да се осъществи със съответните референтни данни за варианти на стандартни потенциали на образуването на вещества

, участие в химическата реакция, като се използва следното уравнение:

стандарт Gibbs енергия промяната в образуването на прости вещества стабилни нула.

Друг метод за изчисляване на стандартното отклонение на Гибс енергията на химическата реакция е използването на уравнението на Гибс-Хелмхолц:

където Т = 298 К;

- стандартната промяната енталпия (стандартен термичен ефект при Р = конст) и стандартна промяната ентропията които се изчислява чрез формули (1.17) или (1.18) и (1.38), съответно.

Изчисляване на промяната на Гибс енергията на химическа реакция в нестандартно температура,

Изчисляването на Свободна енергия на Гибс промени в химична реакция при температура обикновено произвеждат неправилна над уравнението на Гибс-Хелмхолц:

където Т - температура на реакцията;

- промяната в енталпията (топлинен ефект при Р = конст) и промяната на ентропията на реакцията при температура Т които точно изчислява по формулата (1.25) или (1,26) и (1,39) или (1.40), съответно. В този случай, формулата за изчисляване на разгърнати промяната на Гибс енергията на химичната реакция, може да се запише по следния начин:

Когато приблизителни изчисления могат да използват предположението, че промените в енталпия и ентропия са независими от температурата, както и изчисленията се прилагат стойностите им по подразбиране, както и резултати за температурата на 298К:

където Т - температура на реакцията, за което се извършва приблизително изчисляване.

При липса на фазови преходи за точно изчисляване на стандартната енергия промяната Gibbs при температура Т (

) Могат да се използват формула Temkin-Шварцман получен след интеграция, следвайки стъпките за привеждане като основна формула (1.45) и въвеждане количества Mn съотношения. в зависимост само от температурата:

където Т - температура, при която се появява на реакцията; Аа, АЬ, Ас, Ас - коефициентите на съответните сили на Т получени чрез изчисляване ΔSP; Mo, М1, М2, М2 - коефициентите на Аа, АЬ, Ас, Ас съответно до предварително определени температури са дадени в наръчници за определен метод за изчисление.

ПРИМЕР Пример 1.15. Изчислява приблизителната и точно промяната на Гибс енергия на химическата реакция при Т = 298 К и Т = 1800 К и за определяне на възможността за възникването му при дадените температури:

Необходимите справочни данни са представени в таблица. 1.10.

Е стандартен термичен ефект като енталпия промяната от известните топлини на образуване на формула (1.17):

= - (- 944,75 + 2 · 0) = 461.13 кДж J = 461,130.

стандарт Промяната на ентропията от формула (1.38):

стандарт Гибс енергия Промяната на най-Т = 298 К на находка

съгласно формула (1.42):

стандарт промяната на енергия Gibbs при Т = 298 К и бяха изчислени съгласно уравнение (1.43):

= 461130 - 298 · 96.70 = 432.31 кДж = 432 310 J.

стандарт Gibbs енергия промяната на при Т = 1800 К намерите приблизителна формула (1.46):

= 461130 - 1800 · 96.70 = 287,070 J.

Тъй като при температури от 298 К и 1800 K

> 0, тогава може да се заключи, че при тези температури спонтанното поток на реакцията невъзможно (спонтанно ще претърпи обратна реакция). Следователно, при температури дизайн, титанов не може да бъде получен от титанов диоксид чрез редукция с водород.

Точният начин на изчисляване на

изпълни уравнение (1.44), за които изчислената стойност и според уравнения (1.25) и (1.39), съответно, като се вземе предвид зависимостта на термодинамичните количества и промяната на специфичната топлина на химическата реакция на температура. Въз основа на референтните данни, посочени в таблица. 1.10 за реакцията на титанов диоксид с водород, за да намерите стойности на коефициентите Аа, АЬ, Ас уравнение ΔSP = F (T):

Аа = (25,02 + 2 х 30.00) - (62,86 + 2 х 27.28) = - 32.40;

Уравнение промени топлинна мощност в зависимост от температурата след смяна на намерените стойности Аа, АЬ, Ас ще имат форма:

След замяна на това уравнение във формула (1.25) и (1.39) изчислява енталпия промени и промени ентропията за реакцията при Т = 1800:

Ние се изчисли точната стойност на промяната на Гибс енергията на химична реакция, при Т = 1800 K от уравнението на Гибс-Хелмхолц (1.44):

= 456,932.9 - 1800 · 86.48 = 301,268.9 J.

Тъй като стойността на резултатите от Гибс промени енергия

> 0 и > 0, тогава тази реакция не може да настъпи спонтанно при тези условия.

ПРИМЕР Пример 1.16. Изчислява се промяната в Gibbs свободна енергия на химическата реакция от пример 1.15 при Т = 1800 K чрез метода на Temkin-Шварцман.

Изчислението се извършва съгласно формула (1.47) с позоваване на тази реакция, при което всички участници са неорганични вещества:

Mn стойности са взети от референтни коефициенти до предварително определена температура 1800 К:

стойност

,,коефициент стойности Аа, АЬ, Ас намерено за реакцията в пример 1.15.

Ние считаме, промяната в Гибс енергията на реакцията при Т = 1800 K: