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 | ||||||