Можно ли делать вывод о превосходящем выходе выходе продукта из сравнения K параллельных реакций?

[KatanaSakura]

Здравствуйте! Помогите пожалуйста решить вопрос. Нигде не мог найти однозначную информацию о продуктах реакции F2 + H2S (-> 2HF + S или SF6 + H2). Поэтому решил посчитать сам, используя диаграмму Латимера для фтора и серы (ну для водорода E(2H+->H2)=0). Получил значения (используя значения во второй реакции для HF, а не просто F[-1], а также значение для серы +6 в ионе SO4[-1], ибо иного не нашел для кислой среды, по идее погрешность небольшая должна быть) Er(F2+H2S=2HF+S) = E(F2/HF) - E(S[0]/H2S]) = 3.053В - 0.143В = 2.911 В, а для Er(3F2+H2S=SF6+H2) = E(F2/HF) + 0 - E(SO4[2-]/H2S) = 3.053В - 0.3055В = 2,7475В. По формуле G = -nFEr посчитал: G1 = -561823 Дж; G2 = -2121070 Дж. Отношение констант равновесия K2/K1 будет огромным(e^255106/e^67572). Несмотря на то, что равновесие обоих реакций полностью смещено в сторону продуктов, можно ли из расчета сделать вывод, что основным продуктом будет продукт реакции 2 - SF6 + H2? 

[Lеоnid]

Ваш расчет априори для водной среды. Если реакция идет в газовой фазе, он неприменим. Ну и, мне на интуитивном уровне сложно представить, чтобы фтор хоть кого-то выпустил живым из своих цепких... что там у него. Будут фториды серы и HF.

[KatanaSakura]

Да, на счет водной среды согласен. Но все таки, если хлор не находится в избытке, то протекать будет или одна, или другая реакция. Если провести подобный расчет для газовой фазы, можно ли сделать на основе отношения констант равновесия вывод о том, выход какого вещества преобладает?

[yatcheh]

29.03.2023 в 14:49, KatanaSakura сказал:

Но все таки, если хлор не находится в избытке, то протекать будет или одна, или другая реакция. 

 

Протекать будут ВСЕ реакции. Перекос в ту, или другую сторону - это заслуга не термодинамики, а кинетики. Чтобы оперировать чисто термодинамическими величинами, реакции должны быть обратимыми и равновесными. Ни того, ни другого реально не будет. Поэтому вы в любом случае получите смесь продуктов - S, H2S2, HF, S2F2, SF4, SF6... А в воде ещё и продукты гидролиза и вторичных реакций. Вот водорода там точно не будет. Фтор, взятый в глубоком недостатке, даст H2S2 + 2HF. Фтор в избытке - SF6 + 2HF. Ни при каком соотношении водород там не появится.

Изменено 29 Марта, 2023 в 16:13 пользователем yatcheh

[KatanaSakura]

В 29.03.2023 в 19:12, yatcheh сказал:

 

Протекать будут ВСЕ реакции. Перекос в ту, или другую сторону - это заслуга не термодинамики, а кинетики. Чтобы оперировать чисто термодинамическими величинами, реакции должны быть обратимыми и равновесными. Ни того, ни другого реально не будет. Поэтому вы в любом случае получите смесь продуктов - S, H2S2, HF, S2F2, SF4, SF6... А в воде ещё и продукты гидролиза и вторичных реакций. Вот водорода там точно не будет. Фтор, взятый в глубоком недостатке, даст H2S2 + 2HF. Фтор в избытке - SF6 + 2HF. Ни при каком соотношении водород там не появится.

Спасибо большое!

[Shizuma Eiku]

В 29.03.2023 в 12:33, KatanaSakura сказал:

Нигде не мог найти однозначную информацию о продуктах реакции F2 + H2S (-> 2HF + S или SF6 + H2).

Для двух вариантов разница в пропорции реагентов - в случае образования серы речь идет об избытке сероводорода, в случае образования фторида серы - избытка фтора. Однако, избыток фтора противоречит образованию водорода, поэтому корректными вариантами являются F₂+H₂S->2HF+S и 4F₂+H₂S->SF₆+2HF. Как видно из уравнений, избыток фтора для второго варианта аж 4-х кратный. Будет образовываться обязательно HF (как очень устойчивое термодинамически соединение), а сера будет окисляться в зависимости от избытка фтора. Аналогично происходит при горении сероводорода на воздухе, когда образуется или сера, или SO₂.

В 29.03.2023 в 12:33, KatanaSakura сказал:

Несмотря на то, что равновесие обоих реакций полностью смещено в сторону продуктов, можно ли из расчета сделать вывод, что основным продуктом будет продукт реакции 2 - SF6 + H2? 

Так реакция может идти только при очень большом избытке сероводорода. Действительно SF₆ с водородом не взаимодействует, но при нагревании SF₆ взаимодействует с сероводородом SF₆+3H₂S->4S+6HF.