и інших температурах. Отримані значення цих величин зведемо в табл. 7. br/>
Таблиця 7. Величини констант рівноваги при різних температурах
В
За даними табл. 6 будуємо залежність lnKз = f (1/Т), на рис.5. p align="justify"> Т.к. До>> 4 звідси випливає, що йде пряма реакція. Причому, чим нижче температура (Т), тим більше рівновага зрушено убік продукту реакції. br/>В
Рис. 5. Залежність константи рівноваги реакції від температури
В
Вид кривої на рис. 5 визначається рівнянням ізобари реакції (рівнянням Вант-Гоффа):
d (ln Kp)/dT =/RT2
Реакція супроводжується виділенням теплоти (<0) тому на рис. 5 залежність ln Kp від температури спадаючий. p> Якщо точки на графіку (рис. 5) практично лягають на пряму, виконуються наступні дії. Тангенс кута прямої до осі абсцис чисельно рівний коефіцієнту А в рівнянні (11). Для знаходження величини тангенса проведемо на рис. 6 пряму, візьмемо на ній довільно дві точки а і b і визначимо чисельні значення їх ординат і абсцис. Можна записати:
В
Для визначення чисельного значення У вчинимо так. З таблиці. 7 візьмемо значення ln Кр при 300 К (158,1865), підставимо його разом з чисельним коефіцієнта А (47372,8034), знайденим раніше, в рівняння (11), попередньо висловивши його через В.
= lnKp - A/T = 158,1865-47372,8034/300 = 0,2771
Отже, наближене рівняння залежності константи рівноваги від температури має вигляд: = (47372,8034/T) - 0,2771. (14)
Останнє рівняння дозволяє розрахувати значення Кр при будь-якій температурі, якщо остання знаходиться в заданому інтервалі (тобто в межах 300 -1500 К) або незначно виходить за цей інтервал.
За значеннями коефіцієнта А і В розрахуємо величину середнього теплового ефекту реакції () і зміни ентропії (). Згідно рівнянням (12) - (13) маємо:
=-AR = -47372,80348,31 = -393667,99 Дж
= BR = 0,27718,31 = 2,302 Дж/К
Отримані дані повинні узгоджуються з даними, наведеними в табл. 2 і 4. p> Дослідження 2
У цьому дослідженні потрібно для розглянутої системи розрахувати число ступенів свободи. p> Визначення числа фаз, незалежних компонентів і ступенів свободи ..
Число незалежних компонентів (k) дорівнює найменшому числу речовин, необхідних для вираження складу всіх фаз системи. Це число визначають як загальне число речовин в системі (m) за вирахуванням числа зв'язків між ними (r). Зв'язок між речовинами, що входять у розглянуту систему, виражається рівнянням реакції. Отже, для нашого рівняння:
т + O2газ = CO2газ
= m - r = 2 (15)
Число ступенів свободи (C - варіантність системи) дорівнює числу незалежних компонентів системи (тиску, температури, концентрації компонентів), які можна змінити в деяких межах так, щоб число і природа фаз залишалися колишніми. За правилом фаз Гіббса:
С = K + n - f, (16)
де n - число зовнішніх параметрів, які впливають на стан рівноваги системи. Для нашої системи n = 1т.к. P, T = const, а f-число фаз = 2. p> = 2 +1-2 = 1
Значить, рівноважний склад газової фаза, залежить від 1 фактора: концентрації. p> Встановлення напрямку зсуву рівноваги.
Якісно напрямку зсуву стану рівноваги визначається принципом Ле-Шательє: якщо на систему, що знаходиться в рівновазі, виявляється вплив, то в системі відбуваються такий зсув рівноваги, яке послаблює цей вплив.
Реакція:
C + O2 ГіCO2 + Q
йде з виділенням тепла (? H0т <0), отже, при пониженням температури рівновага повинна зміщуватися зліва направо, так як реакція екзотермічна. Цей висновок узгоджується з характером зміни величини Kp залежно від температури при підвищенні температури Кр зменшується. (Див. табл.7). br/>
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Короткий довідник фізико-хімічних величин. Ред. А.А.Равдель і А.М.Пономарева - СПб: Іван Федоров, 2003. -240 Стор
2. Пономарьова К.С., В.Г. Гугля, Нікольський Г.С. Збірник завдань з фізичної хімії. - Москва: МИСИС, 2007. - 337с.
Додаток 1
Хімічні реакції до контрольної роботи № 1
Варіант № Рівняння реакцііТ1 КТ2 КШаг, град.12 C + O2 = 2 CO30015002002C + O2 = CO2300150020032 CO + O2 = 2 CO230015002004C + CO2 = 2 CO300150020052 H2 + O2 = 2 H2Oгаз30015002006С + Н2Огаз = СВ + Н230015002007С + 2 Н2Огаз = 2 Н2 + СО230015002008CO + H2Oгаз = CO2 + H230015002009CaCO3 = CaO + CO2300150020010MgCO3 = MgO + CO2300150020011PbCO3 = PbO + CO2300150020012FeO + CO = Fea + CO2300150020013FeO + H2 = Fea + H2Oгаз300150020014Fe3O4 + CO = 3 FeO + CO2300150020015Fe3O4 + H2 = 3 FeO + H2Oгаз300150020016NiO + H2 = Nia + H2Oгаз300150020017NiO + CO = Nia + CO2300150020018MnO + H2 = Mn + H2Oгаз300150020019MnO + CO = Mn + CO2300150020020FeO + Cграфіт = СВ + Fea300150020021Fe2O3 + Cграфі...
