II Вывод расчетной формулы

Лабораторная работа №1

Тема: Диссоциаций карбонатов

Текст задачи: Определить температуру, при которой упругость диссоциаций карбонатов CaCO3 и MgСO3 будет равна 1,3∙105 Па.

Типовой расчет задачи:

В качестве примере решим вариант 0.

I Запишем условие задачи

Вариант 0

 

Дано:

lgPCaCO3 - 1,3∙105 Па

lgPMgCO3 - 1,3∙105 Па

T1-?, T2-?

 

II Вывод расчетной формулы

1. Зависимость упругости диссоциации от температуры для карбонатов CaCO3 и MgСO3 находим из уравнений температурной зависимости ΔG° для реакций образования CaCO3 и MgСO3

 

Используя справочные таблицы (Приложение 1) можно записать ΔG°:

СaO + CO2 = CaCO3 ΔG°= -170577+144,19T

MgO+ CO2 = MgСO3 ΔG°= -110825+120,16T

 

Упругость диссоциаций карбонатов находим из следующей уравнений:

lgPCO2 = = = + (1)

В соответствии с уравнением (1) находим:

 

(lgPCO2 )CaCO3 = - + = - + 7,53

 

(lgPCO2 )MgСO3 = + 6,27

Подставляя полученные выражения вместо РСО2 значение давления 1,3∙105 Па, находим что для карбоната CaCO3 указанное давление достигается при температуре:

Т = = =1200 K

Для карбоната магния значение упругости диссоциации в 1,3∙105 Па достигается при температуре:

Т= = 940 K

III Анализ:Таким образом, для менее прочного карбоната соответственно ниже и температура, при которой достигается одно и то же значения упругости диссоциации.

Приложение 1

Изменение энергий Гиббса для реакции образования соединений из компонентов в стандартных состояниях

 

Реакция Δ G°=M+NT Пределы температуры, К
M, Дж N, Дж/К
Карбонаты
BaO(T) + CO2 = BaCO3(T) -250915 147,17 1073-1333
CaO(T) + CO2 = CaCO3(T) -170577 144,19 973-1473
Li2O(T) + CO2 = Li2CO3(ж) -147962 78,80 993-1843
MgO(T) + CO2 = MgCO3(T) -110825 120,16 298-1000
Na2O(ж) + CO2 = Na2CO3(ж) -316564 130,92 1405-2273
Rb2O(T) + CO2 = Rb2CO3(T) -401933 145,70 298-873
SrO(T) + CO2 = SrCO3(T) -214783 141,68 973-1516

Варианты условия задачи:

карбонаты lgP карбонаты lgP карбонаты lgP
CaCO3; MgCO3 1,3 BaCO3; Rb2CO3 1,5 Rb2CO3; LiCO3 1,6
BaCO3; CaCO3 1,4 BaCO3; SrCO3 1,6 CaCO3; BaCO3 1,8
BaCO3; LiCO3 1,5 MgCO3; LiCO3 1,3 CaCO3;Na2CO3 1,9
MgCO3; Na2CO3 1,3 MgCO3; Rb2CO3 1,2 MgCO3;CaCO3 1,4
Na2CO3; Rb2CO3 1,4 MgCO3; SrCO3 1,4 LiCO3; CaCO3; 1,2
Rb2CO3; SrCO3 1,6 Na2CO3; MgCO3 1,5 LiCO3; BaCO3 1,1
CaCO3; LiCO3 1,5 Na2CO3; LiCO3 1,4 LiCO3;MgCO3 1,3
CaCO3; Na2CO3 1,6 Na2CO3; Rb2CO3 1,3 LiCO3; Na2CO3 1,4
CaCO3; Rb2CO3 1,5 BaCO3; MgCO3 1,2 Rb2CO3; MgCO3 1,5
CaCO3; SrCO3 1,4 CaCO3; BaCO3; 1,1      
BaCO3; Na2CO3 1,2 CaCO3; MgCO3 1,5