II Вывод расчетной формулы

Зависимость равновесного давления диссоциации карбоната от температуры определяется выражением

 

lgPCO2 = А/Т +В, (2)

 

где А = -ΔН/19,155 и В=ΔS/19,155 и PCO2 = P῾CO2/105 при условий, что ΔН и ΔS выражены в джоулях, а PCO2 – в паскалях.

Для нахождения коэффициентов А и В строим график зависимости lgPCO2 от обратной температуры по опытном данным.

Через экспериментальные точки проводим усредненную прямую которую можно провести на глаз через середину массива точек или воспользоваться методом наименьших квадратов. По обе стороны от массива опытных точек выбираем две произвольные точки 1 и 2 на усредненной прямой и определяем их координаты (рисунок 1).

 

Точка 1: 103/T= 1,030; lgPCO2 = -1,190

Точка 2: 103/T= 0,860; lgPCO2 = -0,065.

 

Составляем два уравнения в формулу (2) и с помощью пропорции определяем А и В:

-1,190 = А ∙ 1,030 + В

-0,065 = А ∙ 0,860 + В

А= -7,382; В= 6,41

Таким образом, уравнение, связывающее логарифм равновесного давления диссоциации карбоната с температурой, имеет вид:

 

lgPCO2 = - (3)

Величину А умножили на 103 , т.к. в расчетах использовалось не значение 1/Т, а величина 103/Т.

 

 

 

Рисунок 1 Зависимость равновесного значения lgPCO2 для реакции диссоциации CaCO3 от обратной температуры

 

 

Находим среднее значение ΔН и ΔS в интервале температур эксперимента:

ΔН= -19,155∙А = -19,155 ∙ (-7382) = 141409 Дж/моль

ΔS= 19,155∙В = 19,155*6,41=122,8 Дж/моль∙К

Для нахождения температуры, при которой равновесное давление диссоциаций карбоната равно 105 Па, подставим в уравнение (3) значение PCO2 = 105/105 или lgPCO2 = 0, тогда

 

0= - ; Т= 1151 К или 878°С

 

 

Варианты условия задачи:

 

T, °C T, °C T, °C
703; 762; 804;868 702; 768; 792; 823 775;802; 824;864
710; 772; 812;876 826; 862;921; 946 924;946;986;1002
825; 841; 863; 897 742; 762; 785; 813 686;721;746;768
862; 883; 921; 946 684;695;720; 755 660;686;712;756
750; 786; 803; 840 769; 792; 824;856 596; 642; 668; 692
702; 782; 806; 851 884;920; 956;982 623; 654;684;702
700; 778; 806; 865 772; 790; 826;863 648;663;690;712
826; 846; 876; 896 775; 792; 826; 883 723;746;776;802
684; 702; 746; 786 689; 702; 756; 785 701;764;792;813
696; 725; 756; 792 702; 765; 798; 821  
706; 775; 810; 812 824; 846;890;976