II Вывод расчетной формулы

1. Запишем химическую реакцию процесса.

4Cu+O2 = 2Cu2O находим значения ΔН и ΔS:

ΔН°= 2(ΔН°298) Cu2O

ΔS°= 2 (S°298) Cu2O – 4(S°298) Cu - (S°298) O2

Подставляя в эти уравнения значения ΔН°298 и S°298 из таблиц (Приложение 2,3):

ΔН°= 2∙(-173290)= -346580 Дж;

ΔS° = 2 ∙92,99-4∙33,2-205,2= -152,02 Дж/К.

2. Подставляем полученные значения в уравнение (4)

lg(PO2)MeO = (4)

 

lg(PO2) Cu2O =

 

Для заданных температур получаем следующие значение упругости диссоциации:

T, К
lg(PO2) Cu2O -14,68 -12,17 -10,16 -8,51
(PO2) Cu2O∙105 2,09∙10-10 6,80∙10-8 6,97∙10-6 3,07∙10-4

 

Из приложения 1 находим для реакции образования Cu2O:

2Cu+1/2O2 = Cu2Oт (4.1)

ΔG°= M+NT

ΔG°1 = -168519 + 71,30T

 

Для реакций образования Cu2O в расчете на 1 моль O2:

4Cu+O2 = 2Cu2O (4.2)

ΔG°2= ΔН°2 - Т ΔS°2

 

Из сопоставления реакций (4.1) и (4.2) находим: ΔG°2=2 ΔG°1

поэтому ΔН°2= 2∙(-168519) = -337038 Дж/моль;

ΔS°2 = 2∙(-71,30) = -142,06 Дж/моль∙К.

 

Вид температурной зависимости для (PO2) Cu2O∙105 будет следующим:

lg(PO2) Cu2O=

Результаты расчета по этому уравнению значений lg(PO2) Cu2O для заданных температур приведены ниже:

T, К
lg(PO2) Cu2O -14,55 -12,11 -10,15 -8,55
(PO2) Cu2O∙105 2,82∙10-10 7,83∙10-8 7,06∙10-6 2,81∙10-4

 

III Анализ:

Результаты по двум расчетам мало отличаются друг от друга.

 

 

Варианты условия задачи:

 

№ Оксид № Оксид № Оксид
 
Al2O3 K2O UO2
B2O3 FeO V2O3
BaO Fe2O3 UO3
Ag2O MnO VO
CaO NiO V2O5
Co3O4 PbO TiO
GeO PdO ZnO
GeO2 SnO2 TiO3
Cr2O3 SnO  
CuO TiO2  

 

Приложение1

Термодинамические свойства химических соединений

 

Вариант Вещество ΔH°298 кДж/моль S°298 Дж/(моль K)
Al2O3; -1676000 50,95
B2O3 -1273750 54,010
BaO -553900 70,460
Ag2O -31150 121,040
CaO -635510 39,770
Co3O4 -888000 103,00
GeO -237400 50,200
GeO2 -555090 55,310
Cr2O3 -1141300 81,200
CuO -162110 42,660
K2O -363414 94,203
FeO -265000 60,790
Fe2O3 -822700 87,500
MnO -385350 61,550
NiO -239900 38,020
PbO -219434 66,200
PdO -115600 38,900
SnO2 -581170 52,300
SnO -286170 56,500
TiO2 -944500 50,370
UO2 -1086500 78,000
V2O3 -1219870 98,400
UO3 -1220240 98,680
VO -432100 33,620
V2O5 -1553300 131,000
TiO -526300 34,790
ZnO -350862 43,670
TiO3 -1519000 77,370

 

Приложение2

Термодинамические свойства простых веществ

Вещество S°298 Дж/(моль K)
O2 205,17
Al 28,36
B 5,86
Ba 62,8
Ag 42,58
Ca 41,45
Co 30,06
Ge 31,15
Cr 23,66
Cu 33,17
K 64,73
Fe 27,17
Mn 32,03
Ni 29,89
Pb 64,85
Pd 35,68
Sn 51,58
Ti 30,65
U 50,33
V 28,93
Zn 41,66

 

Приложение3

Изменение энергия Гиббса для реакция образования соединений из компонентов в стандартных состояниях

 

Вариант Реакция M Дж N Дж/К
2Al+3/2O2=Al2O3 -1687909 325,150
2B + 3/2O2 = B2O3 -1246410 221,360
Ba + 1/2O2 = BaO -557933 94,830
4Ag + O2 = 2Ag2O -30250 -119,650
Ca + 1/2O2 = CaO -641836 110,200
3Co+2O2 = Co3O4 -957940 457,240
Ge + 1/2O2= GeO -235654 82,654
Ge + O2= GeO2 -532209 76,356
2Cr + 2/3O2= Cr2O3 -1110884 247,480
Cu + 1/2O2= CuO -159852 91,020
2K +1/2 O2= K2O -367224 157,880
Fe + 1/2O2= FeO -262387 63,560
2Fe +3/2O2= Fe2O3 -814374 248,820
Mn + 1/2O2= MnO -385186 73,730
Ni + 1/2O2= NiO -234503 85,280
Pb + 1/2O2= PbO -218676 97,800
Pd + 1/2O2= PdO -113245 45,520
Sn + O2 = SnO2 -581756 204,820
Sn + 1/2O2 = SnO -284656 99,560
Ti + O2 =TiO2 -939535 175,760
U + O2 =UO2 -1089866 174,210
2V + 2/3O2 = V2O3 -1231129 239,610
U + 1/2O2 =UO3 -1227569 250,710
V + 1/2O2 = VO -415666 81,180
2V + 5/2O2 =V2O5 -1464417 325,310
Ti +1/2O2 = TiO -511208 80,600
Zn +1/2O2 = ZnO -493666 203,980
Ti +3/2O2 = TiO3 195,563

 

return false">ссылка скрыта