Основы физической химии
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. ∆G<0.
б) при заданной температуре
∆(450) = ∆Н(450)-450*∆(450)
∆(450) = -572390-450*(-565,32)=-317,996 кДж
При увеличении температуры на 152 К, энергия Гиббса увеличилась на 87,194 кДж, отсюда следует, что чем больше температура, тем больше энергия Гиббса. В закрытой системе изобарно-изотермический процесс остался самопроизвольным, т.к. ∆G<0. Дальнейшее повышение температуры не выгодно, т.к. ∆G стремится к нулю и процесс от самопроизвольного перейдет в равновесный, а затем в не самопроизвольный.
Расчет изохорно-изотермического потенциала (DF):
а) в стандартных условиях
1 способ:
∆F = ∆U-T∆S
∆F(298)=-571130-298*(-581,79)=-397,76 кДж
2 способ:
∆F(298)=∆G-∆nRT
∆F(298)=-405,13-(-3)*298*0,008314=-397,7 кДж
%ош.=((-397,76+397,7)/(-397,76))*100=0,02%,
т.к процент ошибки очень мал, следовательно, можно использовать для расчета оба метода.
Вывод: В закрытой системе при стандартных условиях изохорно-изотермический процесс будет протекать самопроизвольно, т.к. ∆F<0.
б) при заданной температуре
1 способ:
∆F(450)= -561170-450*(-565,32)=-306,78 кДж
2 способ:
∆F(450)=-317,996-(-3)*450*0,008314=-306,78 кДж
%ош.=((-306,78-306,78)/(-306,78))*100=0%,
т.к процент ошибки равен нулю, следовательно, можно использовать для расчета оба метода.
Вывод: При увеличении температуры энергия Гельмгольца увеличилась. В закрытой системе изохорно-изотермический процесс будет протекать самопроизвольно.
Вывод:
Т, К |
∆Н, кДж |
∆U, кДж |
∆G,кДж/моль |
∆F, кДж |
∆S, Дж |
298 |
-578,56 |
-571,13 |
-405,19 |
-397,76 |
-581,79 |
450 |
-572,39 |
-561,17 |
-317,996 |
-306,78 |
-565,32 |
С увеличением температуры тепловые эффекты изобарно-изотермического и изохорно-изотермического процессов увеличились.
В данной работе ∆Н, ∆S, ∆G получились отрицательными, отсюда следует, что процесс протекает самопроизвольно, но при невысоких температурах.
При увеличении температуры энергия Гиббса и энергия Гельмгольца увеличились, значит система стремиться к равновесию (в условиях равновесия ∆F, ∆G достигают минимума).
2. Задание: Определить ΔH, ΔU, ΔS, ΔF, ΔG, реакции при постоянном давлении P=1.013 * 105 Па.
СdO(т) + H2SO4 (ж) = CdSO4 (т) + H2O (г)
Реакция протекает при температуре 511 градусов Цельсия .
Исходные данные
Вещест-во |
ΔHf˚298 кДж/моль |
S˚298 Дж/моль*К |
ΔGf˚298 кДж/моль |
Ср298 Дж/моль*К |
Коэф. уравнения Ср˚= f(T) | ||
a |
b * 103 |
c΄ * 10-5 | |||||
H2O |
-241,81 |
188,72 |
-228,61 |
33,61 |
30,00 |
10,71 |
0,33 |
CdO |
-258,99 |
54,81 |
-229,33 |
43,64 |
48,24 |
6,38 |
-4,90 |
H2SO4 |
-813,99 |
156,90 |
-690,14 |
138,91 |
156,9 |
28,3 |
-23,46 |
Cd SO4 |
-934,41 |
123,05 |
-828,88 |
99,62 |
77,32 |
77,40 |
- |
2.1 Расчёт теплового эффекта реакции
Расчёт теплового эффекта реакции в изобарном процессе в стандартных условиях
ΔНr˚ (298) = (ΔНf˚ (298) CdSO4 + ΔНf˚ (298) H2O) – (ΔНf˚ (298) CdO + ΔНf˚ (298) H2SO4)
ΔНr˚ (298) = (-934,41 – 241,81) – (-258,99 – 813,99) = -103,24 кДж.
Вывод: При реакции в стандартных условиях ,произошло выделение тепла в количестве 103,24 кДж как следствие реакция является экзотермической.