Рассчитать стандартную энергию Гиббса

[Ярославаtop]

 

Рассчитать изменение стандартной свободной энергии Гиббса и сделать вывод о направлении процесса при указанной температуре. Рассчитать температуру равной вероятности прямого и обратного процессов. Сделать вывод о направлении процесса выше и ниже этой температуры.

ZnO(T) + CO(г) <—> Zn(T) + CO2(г) ; 450 °C

[Nemo_78]

   А табличными данными Вы тоже великодушно предлагаете честной публике самой озаботиться?

Просто, знаете ли, эти величины от справочника к справочнику то тут, то там, хоть и немного, но разнятся, что, естественно, определённым образом может сказаться на итоговом результате.

А, когда этими данными разживётесь, то:

1) ΔG⁰ = ΔH⁰ - T*ΔS⁰, коли значение <0 получите, стало быть, при данной температуре возможно самопроизвольной протекание процесса в прямом направлении.

[cty]

В 12.12.2023 в 12:07, Ярославаtop сказал:

сделать вывод о направлении процесса

Замечу, что в подобных заданиях вопрос о направлении процесса по большому счету некорректен, т.к. в условии задачи не указывают параметры начала процесса.

 

Из ΔG⁰ можно рассчитать константу равновесия K_p = exp(-ΔG⁰/RT). При ΔG⁰ = 0 имеем K_p = 1, т.е. продукты и реагенты в соотношении 50:50 (при равных стехиометрических коэффициентах). (Небольшое) отклонение ΔG⁰ от нуля в меньшую или большую сторону говорит лишь о (небольшом) отклонении K_p от единицы в большую или меньшую сторону, т.е., например, малое отрицательное ΔG⁰ просто будет соответствовать равновесию с соотношением давлений продуктов и реагентов, скажем, 51:49.

 

О направлении процесса с некоторыми начальными давлениями (концентрациями) можно сказать по величине ΔG = ΔG⁰ + RT·lnK = -RT·ln(K_p/K), где K - отношение произведений начальных давлений (концентраций) продуктов и реагентов в соответствующих степенях.

 

При K = K_p имеем ΔG = 0, система уже в равновесии.

 

При K < K_p имеем ΔG < 0, система из начального состояния будет самопроизвольно стремиться к равновесию, увеличивая давления (концентрации) продуктов и снижая давления (концентрации) реагентов, т.е. реакция пойдет вправо до достижения соотношения давлений, равного K_p.

 

При K > K_p имеем ΔG > 0, система из начального состояния будет самопроизвольно стремиться к равновесию, увеличивая кдавления (концентрации) реагентов и снижая давления (концентрации) продуктов, т.е. реакция пойдет влево до достижения соотношения давлений, равного K_p.

[Ярославаtop]

В 12.12.2023 в 14:27, Nemo_78 сказал:

   А табличными данными Вы тоже великодушно предлагаете честной публике самой озаботиться?

Просто, знаете ли, эти величины от справочника к справочнику то тут, то там, хоть и немного, но разнятся, что, естественно, определённым образом может сказаться на итоговом результате.

А, когда этими данными разживётесь, то:

1) ΔG⁰ = ΔH⁰ - T*ΔS⁰, коли значение <0 получите, стало быть, при данной температуре возможно самопроизвольной протекание процесса в прямом направлении.

Я ими не обладаю, обделили народ честной

[Nemo_78]

12.12.2023 в 21:03, Ярославаtop сказал:

Я ими не обладаю, обделили народ честной

Очень жаль... 

[HE KOT]

В 12.12.2023 в 21:03, Ярославаtop сказал:

Я ими не обладаю, обделили народ честной

А интернет для кого придуман? Давайте закидывайте стандартные энтальпии и энтропии и мы посчитаем!

[Ярославаtop]

[bacan]

1. ΔН°х.р.= ΔН°бр.прод. - ΔН°бр.исх.
ΔН°х.р.= [ΔН°СО2(г) - [ΔН°ZnO(к) + ΔН°СО(г)];
ΔН°х.р.= [(-393,5) - [(–349,0) + (–110,52)] = 66 кДж/моль.
2. ΔS°х.р.= ΔS°обр.прод. - ΔS°обр.исх.
ΔS°х.р. = [S°обрСО2(г) + S°обрZn(к)] - [S°обрZnO(к) + S°обрCO(г)];
ΔS°х.р. = (213,17 + 41,59) - (43,5 + 197,5) = 13,76 Дж/(моль·К) = 0,01376 Дж/(моль·К).
3. Для расчета ΔG°723 воспользуемся уравнением:
ΔG°723 = ΔН° – TΔS°;
ΔG°723 = 66 – 723(0,01376) = 56,05 кДж.
Таким образом, ΔG°723 > 0, поэтому самопроизвольное протекание данного процесса при 450 °C невозможно. 
4. Рассчитаем температуру наступления равновесия системы:
В состояния равновесия:
∆G = 0 и ∆H = T∆S.
Находим Т = ∆H/∆S;
Т = (66 кДж/моль)/(0,01376 кДж/моль·К) = 4796,5 K.
Так как температура равной вероятности прямого и обратного процессов составляет 4796,5 K, то процесс выше и ниже этой температуры не протекает.
 

Температура равновесия процесса