Перейти к содержимому
Форум химиков на XuMuK.ru
  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

Jon Billies

Задача на расчет давления в закрытой ёмкости

Рекомендуемые сообщения

Условия:

Есть ёмкость, к примеру объемом 0,5 литра, в которую налили 1 моль H2O2, далее добавили катализатор оксид марганца IV и быстро закрутили крышку. Какое давление создаст кислород внутри? Если посчитать, что емкость достаточно прочная, сколько выделится кислорода до того как реакция остановится?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

если 1 моль полностью разложился, то кислорода 0.5 моля. затем pV=nRT температура по желанию, давление Ваше.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

если 1 моль полностью разложился, то кислорода 0.5 моля. затем pV=nRT температура по желанию, давление Ваше.

 

Вот есть у меня 0,5 бутылка, я в нее залил пергидроль 100 мл из него катализатор выдавил 0,5 моль кислорода или 12 литров. Какое давление создалось в 0,5 л емкости?? Выделится ли вообще такое количество кислорода?, по логике реакция должна остановится на каком-то значении...только на каком, как рассчитать??

Изменено пользователем Jon Billies

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Гость Ефим

Вот есть у меня 0,5 бутылка, я в нее залил пергидроль 100 мл из него катализатор выдавил 0,5 моль кислорода или 12 литров. Какое давление создалось в 0,5 л емкости?? Выделится ли вообще такое количество кислорода?, по логике реакция должна остановится на каком-то значении...только на каком, как рассчитать??

Разложение H2O2 при практически достижимых давлениях необратимо. 12 л газа в пол-литровой ёмкости - это грубо 24 атм.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Разложение H2O2 при практически достижимых давлениях необратимо. 12 л газа в пол-литровой ёмкости - это грубо 24 атм.

 

По расчету 12 литров в 500 мл это 30 атм, но не в этом не дело: тут нашел, что выделение кислорода будет идти до того момента пока давление не станет равно коэффициенту равновесия. После реакция остановится... Как тут быть??

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Гость Ефим

По расчету 12 литров в 500 мл это 30 атм, но не в этом не дело: тут нашел, что выделение кислорода будет идти до того момента пока давление не станет равно коэффициенту равновесия. После реакция остановится... Как тут быть??

Я ж Вам толкую: при практически достижимых давлениях (30-ти атмосфер не хватит) - реакция разложения перекиси водорода необратима. Практически равновесие может быть достигнуто при условии, что у Вас есть сертифицированное оборудование для работы с давлением в пару десятков тысяч атмосфер.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Я ж Вам толкую: при практически достижимых давлениях (30-ти атмосфер не хватит) - реакция разложения перекиси водорода необратима. Практически равновесие может быть достигнуто при условии, что у Вас есть сертифицированное оборудование для работы с давлением в пару десятков тысяч атмосфер.

 

Если не сложно, можете сделать расчетные выкладки на это.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Гость Ефим

Если не сложно, можете сделать расчетные выкладки на это.

Вычислить реальное равновесное давление кислорода - задача непростая. Можно прикинуть саму необходимость такой расчет делать:

H2O2 = H2O + 1/2O2

ΔH0 = -98400 Дж/моль

ΔS0 = 174.2 Дж/(моль*град)

Это вычислено по справочным данным. Отсюда:

ΔG0 = ΔH0 - T*ΔS0 = -150300 Дж/моль (при 20С)

Изменение энергии Гиббса в этой реакции ОЧЕНЬ велико.

Kp = (PO2)1/2 , где PO2 - равновесное давление кислорода.

ΔG0 = -R*T*ln(Kp) = -R*T/2*ln(PO2) , откуда

PO2 = exp(-2*ΔG0/(R*T)) = e120 = 1052 Па = 1047 атм

 

Как видите - вычисленное равновесное давление кислорода выражается совершенно запредельным числом. Реально оно будет конечно меньше, но всё равно - число это будет с более чем тремя нулями.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вычислить реальное равновесное давление кислорода - задача непростая. Можно прикинуть саму необходимость такой расчет делать:

H2O2 = H2O + 1/2O2

ΔH0 = -98400 Дж/моль

ΔS0 = 174.2 Дж/(моль*град)

Это вычислено по справочным данным. Отсюда:

ΔG0 = ΔH0 - T*ΔS0 = -150300 Дж/моль (при 20С)

Изменение энергии Гиббса в этой реакции ОЧЕНЬ велико.

Kp = (PO2)1/2 , где PO2 - равновесное давление кислорода.

ΔG0 = -R*T*ln(Kp) = -R*T/2*ln(PO2) , откуда

PO2 = exp(-2*ΔG0/(R*T)) = e120 = 1052 Па = 1047 атм

 

Как видите - вычисленное равновесное давление кислорода выражается совершенно запредельным числом. Реально оно будет конечно меньше, но всё равно - число это будет с более чем тремя нулями.

 

Спасибо большое, не было возможности сюда заходить - работой завалили. Я провел опыт:

в обычную пластиковую бутылку из-под миниралки 0,5 л налил примерно 100 мл пергидроля, далее добавил оксид марганца и быстро закрутил крышку. Ожидал, что через некоторое время бутылка взорвется ( из расчетов получалось, что выделится 12 л кислорода ) но...ничего не произошло...я в замешательстве...бутылка из-под миниралки расчитана на 4 атм, а 12 л кислорода в 0,5 бутылке это 30 атм...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Гость Ефим

Спасибо большое, не было возможности сюда заходить - работой завалили. Я провел опыт:

в обычную пластиковую бутылку из-под миниралки 0,5 л налил примерно 100 мл пергидроля, далее добавил оксид марганца и быстро закрутил крышку. Ожидал, что через некоторое время бутылка взорвется ( из расчетов получалось, что выделится 12 л кислорода ) но...ничего не произошло...я в замешательстве...бутылка из-под миниралки расчитана на 4 атм, а 12 л кислорода в 0,5 бутылке это 30 атм...

Эксперимент - он всегда больше теории. Я - за эксперимент!

Но, как "адвокат дьявола", я должен учитывать все возможности.

Если бутылка рассчитана на 4 атм - где гарантия, что она она действительно будет держать это давление, а не стравит его через пробку? (Это не праздный вопрос - я по роду занятий имел дело с аппаратурой при давлениях до 90 атм. Утечка через всяческие стыки - это основная проблема).

Если реакция остановилась - пошла ли она снова после сброса давления?

Был ли измерен объём выделяющегося кислорода в "холостом" эксперименте - при атмосферном давлении?

 

Пока на эти вопросы не будет ответа - я буду придерживаться ранее высказанного мнения. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас

×