Министерство науки и образования Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Пермский государственный технический университет"
Березниковский филиал
Кафедра химической технологии и экологии
Расчетная работа
Основы физической химии
2010
1. Задание.
Определить ∆Н, ∆U, ∆S, ∆F, ∆G реакции при постоянном давлении р = Па и Т = 450 К.
Справочные материалы.
Вещество
∆
кДж/моль
Дж/моль*К
∆
кДж/моль
Коэффициенты уравнения
a
b*
-1675,69 50,92 -1582,27 114,55 12,89 -34,31
-395,85 256,69 -371,17 64,98 11,75 -16,37
-3441,80 239,20 -3100,87 366,31 62,59 -112,47
1.1 Расчет теплового эффекта реакции
Расчет теплового эффекта реакции в изобарном процессе в стандартных условиях (DH):
∆= ∆-(∆)
∆-3441,80-(-1675,69+3(-395,85))=-578,56 кДж
Вывод: В стандартных условиях данный процесс является экзотермический, реакция идет с выделением тепла.
Расчет теплового эффекта реакции в изобарном процессе при заданной температуре(DH):
∆с=0, т.к. все вещества неорганические
∆
∆a ==366,31-(114,55+3*64,98)=56,82
∆b ==62,59-(12,89+3*11,75)=14,45*1
∆=)=-112,47-(-34,31-3*16,37)=-29,05*1
∆=-578560+56,82+14,45*1T-29,05*1/)dT= -578560+56,82+14,45*1 -29,05*1= -578560+56,82(450-298)+14,45*1/2*(45-29)-29,05*1((450-298)/298*450)=-578560+8636,64+821,45-3292,77=-572,39 кДж
Вывод: При увеличении температуры на 152 К тепловой эффект реакции изменился на 6,17 кДж, реакция осталась экзотермической.
Расчет теплового эффекта реакции в изохорном процессе в стандартных условиях(DU):
∆Н=∆U+p∆V ; ∆U=∆H-p∆V
p∆V=∆nRT
∆U=∆H-∆nRT
∆n=∆∆= 0 – 3 = -3; ∆n = -3
R=8,314 Дж/моль*К
∆U(298)=-578,56-(-3)*0,008314*298=-571,13 кДж
Вывод: В изохорно-изотермическом процессе, при стандартных условиях реакция протекает с выделением тепла, т.е. процесс экзотермический.
Расчет теплового эффекта реакции в изохорном процессе при заданной температуре (DU):
∆U(450)=-572,39-(-3)*0,008314*450=-561,17 кДж
Вывод: При увеличении температуры на 152 К тепловой эффект данной реакции в изохорно-изотермическом процессе уменьшился на 9,96 кДж, реакция идет с выделением тепла.
1.2 Определение направления протекания химического процесса
Определение направления протекания реакции в изолированной системе (DS):
а) в стандартных условиях:
∆(298) =(298- ((298 + 3*(298)
∆(298) =239,2-(50,92+3*256,69)=-581,79 Дж
Вывод: При взаимодействии оксида алюминия с оксидом серы (VI) в изолированной системе получилось, что ∆S<0, поэтому процесс невозможен.
б) при заданной температуре:
∆с=0, т.к. все вещества неорганические
∆(T)=∆(450)+
∆(450)=-581,79+56,82+14,45*1*T-29,05*1/)dT/T= -581,79+56,82+14,45*1-29,05*1= -581,79+56,82*ln450/298+14,45*1(450-298)- 29,05*1*1/2*((45-29/29*45)=-581,79+23,42+2,196-9,15=-565,32 Дж
Вывод: При увеличении температуры на 152 К энтропия увеличилась на 16,466 Дж, но осталась отрицательной. В изолированной системе процесс невозможен. Расчет изобарно-изотермического потенциала (DG):
а) в стандартных условиях
∆(298) =(298- ((298 + 3*(298)
∆(298) =-3100,87-(-1582,27+3*(-371,17))=-405,13 кДж/моль
Вывод: При взаимодействии оксида алюминия с оксидом серы (VI) в стандартных условиях ∆G<0, поэтому процесс самопроизвольный.
∆(298) = ∆Н(298)-Т∆(298)
∆(298) = -578560-298*(-581,79)=-405,19 кДж
% ош.=((-405,13+405,19)/(-405,13))*100=0,01% ,
т.к процент ошибки очень мал, следовательно, можно использовать для расчета оба метода.
Вывод: В закрытой системе изобарно-изотермический процесс будет протекать самопроизвольно, т.к. ............
