Рассчет избыточного давления O2

[NLVN]

Есть, конечно. Только поздно уже, и на работу завтра. И в Равделя-Пономареву лезть лениво для того, чтобы зависимость теплоемкости от температуры поискать. А так задачка плевая.

И непонятно, а вам решение зачем? Это ТСу оно нужно.

[yatcheh]

Есть, конечно. Только поздно уже, и на работу завтра. И в Равделя-Пономареву лезть лениво для того, чтобы зависимость теплоемкости от температуры поискать. А так задачка плевая.

 

Верю вам! И надеюсь, что вы меня просветите. Достаточно даже принять теплоёмкость константой, чёрт с ней, меня только принципиальное решение интересует.

Подожду.

 

И непонятно, а вам решение зачем? Это ТСу оно нужно.

 

Я не смог не только решить эту задачу, я понял, что - не знаю как её решать. Это скверно.

[NLVN]

Подожду.

 

 

Завтра, все завтра.

[yatcheh]

Здравствуйте, химики. Рассматриваю разложение 4 CrO3 = 2 Cr2O3 + 3 O2. Незначительное разложение начинается уже при 170 град С и протекает бурно при 205 град С. Физ. химию прогуливал - каюсь, сейчас не могу посчитать необходимое избыточное давление О2 в замкнутой системе такое, чтобы при некоторой температуре Т>200 реакция разложения протекала медленно или не протекала вовсе. 

 

Давление кислорода над смесью оксидов зависит только от температуры. Это давление определяется уравнением Вант-Гоффа:

dH + T*dS = R*T*P³(O2)

P(O2) = (dH/RT + dS/R)^1/3

От количества твёрдой фазы это давление никак не зависит, поэтому степень разложения оксида зависит только от температуры и свободного объёма системы. Если свободный объём этой "замкнутой системы" неограничен, то оксид будет разлагаться полностью при любой температуре. Если он ограничен, то всё равно реакция, в той, или иной степени будет протекать. Если свободный объём равен нулю, то реакция разложения не будет протекать при любой температуре, давление при этом может быть как угодно велико.

 

Следовательно - задача в принципе не имеет решения в области термодинамики (в плане постановки - шоб "не разлагалось")  Вещество будет разлагаться при любой температуре в той степени, в какой это позволяет объём системы. И только в бомбе чугунной оно разлагаться не будет - но там и температура не важна.

Изменено 11 Июня, 2017 в 21:35 пользователем yatcheh

[As1d]

Я, конечно, с фх не особо, но думаю так: высший оксид хрома при небольшом повышении температуры разлагается на промежуточный + кислород. Опустим нюансы конкретно относящиеся к оксидам хрома и непосредственно к разложению CrO3, я пытаюсь выяснить как считать такие системы. Тогда в соответствии с принципом Ле Шателье, в данной системе существует равновесие зависящее от парциального давления кислорода при разложении CrO3 и в системе. Таким образом, если создать достаточное избыточное давление кислорода над CrO3, увеличение температуры, приводящее к повышению парциального давления кислорода при разложении может быть уравнено парциальным давлением О2 в системе и разложение не будет инициированно.

Если это так, мне нужно понять, как рассчитать парциальное давление О2 для реакции разложения при любой температуре?

Кроме того, в Ваших ответах прослеживается р³(О₂), очевидно, что в этом случае ответ будет не верным, так как сколь угодные коэффициенты перед твердыми веществами не будут влиять на решение абсолютно никак. Вероятно, надо считать такое уравнение: 4/3 CrO3 = 2/3 Cr2O3 + O2, хотя и тут возникают вопросы, почему именно к одному молю О2, а не к двум, или не к половине. Дискасс.

Изменено 12 Июня, 2017 в 04:20 пользователем As1d

[NLVN]

Вы не правы. Вечером выложу решение. От коэффициентов ответ не зависит.

[yatcheh]

Давление кислорода над смесью оксидов зависит только от температуры. Это давление определяется уравнением Вант-Гоффа:

dH + T*dS = R*T*P³(O2)

P(O2) = (dH/RT + dS/R)^1/3

 

 

Мудило! Куда логарифм дел? И почему бардак в размерностях?

 

dG = dG⁰ + R*T*ln(P/P₀)³

1/3(dG - dG⁰)/(R*T) = ln(P/P₀)

P/P₀ = exp(1/3*(dG - dG⁰)/(R*T))

P = P₀*exp(1/3*(dG - dG⁰)/RT)

 

где P и dG - давление и энергия Гиббса при температуре Т

где P₀ и dG⁰ - давление и энергия Гиббса при стандартной температуре 

 

P₀ должно быть задано (измерено), dG и dG⁰ вычисляется по табличным данным.

Кроме того, в Ваших ответах прослеживается р³(О₂), очевидно, что в этом случае ответ будет не верным, так как сколь угодные коэффициенты перед твердыми веществами не будут влиять на решение абсолютно никак. Вероятно, надо считать такое уравнение: 4/3 CrO3 = 2/3 Cr2O3 + O2, хотя и тут возникают вопросы, почему именно к одному молю О2, а не к двум, или не к половине. Дискасс.

 

Без коэффициента никак не обойтись. Надо вычислять значения dG, а оно привязано к конкретному уравнению с конкретными коэффициентами. Другое дело, что вы можете взять любое уравнение, просто для разных коэффициентов получатся разные значения dG.

Изменено 12 Июня, 2017 в 11:16 пользователем yatcheh

[Хоббит)]

Мудило! Куда логарифм дел? И почему бардак в размерностях?

...

Видимо, у вас было хорошее настроение - это нормально.

Вообще, сомнительно, что реакция пойдёт обратно, если давление повышать. Единственное, что может уравновесить прямую реакцию - равенство выделяемой энергии от разложения и работы по сжатию образующегося газа P*dV. Смотрите пример из ...первого источника : https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

[yatcheh]

Видимо, у вас было хорошее настроение - это нормально.

Вообще, сомнительно, что реакция пойдёт обратно, если давление повышать. Единственное, что может уравновесить прямую реакцию - равенство выделяемой энергии от разложения и работы по сжатию образующегося газа P*dV. Смотрите пример из ...первого источника : https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

 

Да нет, осмотическое давление тут ни при чём, это другой случай. При равенстве давления диссоциации парциальному давлению кислорода разложение не идёт. Если давление ниже - разложение идёт до повышения давления до равновесного. Если после этого давление увеличить - реакция пойдёт обратно снова до установления равновесного давления. 

В реальности это всё, естественно, ещё и кинетикой регулируется.

 

Следовательно - задача в принципе не имеет решения в области термодинамики (в плане постановки - шоб "не разлагалось")  Вещество будет разлагаться при любой температуре в той степени, в какой это позволяет объём системы. И только в бомбе чугунной оно разлагаться не будет - но там и температура не важна.

 

Философ, блеать!

[Хоббит)]

Да нет, осмотическое давление тут ни при чём, это другой случай. При равенстве давления диссоциации парциальному давлению кислорода разложение не идёт. Если давление ниже - разложение идёт до повышения давления до равновесного. Если после этого давление увеличить - реакция пойдёт обратно снова до установления равновесного давления. 

...

Я не про осмос, а про формулы, по ссылке как раз есть пример введения указанного члена PdV, обозначающего работу по расширению ( у нас же объём изменяется в реакции).

dG - энергия Гиббса при температуре Т в вашем обозначении, скорее всего она равна нулю.