Помогите с химией! Вычислите ΔН0 , ΔS 0 и ΔG0 реакции, протекающей по уравнению TiO2 (к) + 2C(к) = Ti(к) + 2CO(г) Возможна ли эта реакция при 1000 К и 3000 К?
Ответы
Из справочных материалов получаем значения стандартных теплот образования, абсолютных энтропий и стандартных энергий Гиббса образования:
ΔНf(TiO2(к)) = -943.9 кДж/моль
S(TiO2(к)) = 50.33 Дж/(моль*К)
ΔGf(TiO2(к)) = -888.6 кДж/моль
ΔНf(C(к)) = 0
S(С(к)) = 5.74 Дж/(моль*К)
ΔGf(С(к)) = 0
ΔНf(Ti(к)) = 0 кДж/моль
S(Ti(к)) = 30.6 Дж/(моль*К)
ΔGf(Ti(к)) = 0 кДж/моль
ΔНf(СO(г)) = -110.52 кДж/моль
S(СO(г)) = 197.54 Дж/(моль*К)
ΔGf(СO(г)) = -137.14 кДж/моль
ΔН0 = (0 + -2*110.52) - (0 + -943.9) = 721.96 кДж/моль
ΔS0 = (2*197.54 + 30.6) - (2*5.74 + 50.33) = 363.87 Дж/(моль*К)
ΔG0 = (2*-137.14 + 0) - (2*0 + -888.6) = 614.32 кДж/моль
Возможность реакции при различных температурах проверим по одному из уравнений Гиббса-Гельмгольца:
ΔG = ΔН - TΔS
Допустим, теплоёмкость компонентов в ходе реации не меняется. Тогда термодинамические потенциалы(кроме энергии Гиббса) не зависят от температуры и мы можем использовать т.д. потенциалы, вычисленные в стандартных условиях(первая часть задачи).
При 1000 К:
ΔG = 721.96 * 10^3 - 1000 * 363.87 = 3.581 * 10^5 Дж/моль.
Так как ΔG > 0 реакция в прямом направлении при 1000 К термодинамически невозможна.
При 3000 К:
ΔG = 721.96 * 10^3 - 3000 * 363.87 = -9.103 * 10^6 Дж/моль.
ΔG < 0, следовательно реакция термодинамически возможна в прямом направлении при 3000 К.