Курсовая работа: Вычисление термодинамических функций индивидуального вещества H2 расчет константы равновесия реакции
1.3 Расчёт константы равновесия реакции 2 MgO конд +Сграф ↔ 2 Mg конд +СО2 в интервале температур 1400 - 2400K, двумя способами, с помощью энтропии и приведенной энергии Гиббса.
Используя справочные данные по температурной зависимости изменения энтальпии реагентов, их энтропии, приведённой энергии Гиббса рассчитываем логарифм константы равновесия lnKp реакции 2 MgO конд +Сграф ↔ 2 Mg конд +СО2 , в интервалетемператур 1400 - 2400K[1].
Расчёт производится двумя способами.
1) С использованием абсолютных значений энтропии:
(5)
где ni – соответствующие стехиометрические коэффициенты, S°i (T) – стандартная абсолютная энтропия индивидуального вещества при данной температуре, H0 i (T) – H0 i (0) – высокотемпературные составляющие энтальпии индивидуального вещества, ∆f H0 (0) – стандартная энтальпия образования индивидуального вещества при Т = 0 К [2].
Расчет при температуре 2000 К:
Σ ni Si o (T) = 2*S0 Mg (2000)+ S0 CO 2 (2000)- 2*S0 MgO конд (2000)- S0 C граф (2000)= 2*99,802+309,193-2*119,027-40,892=229,851 Дж/мольК
Σ ni [Hi 0 (T)- Hi 0 (0)+∆f Hi 0 (0)]=2*[HMg 0 (2000)- HMg 0 (0)+ ∆f HMg 0 (0)]+ [HCO 2 0 (2000)- HCO 2 0 (0)+ ∆f HCO 2 0 (0)]- 2*[HMgO 0 (2000)- HMgO 0 (0)+ ∆f HMgO 0 (0)]- [HC 0 (2000)- HC 0 (0)+ ∆f HC 0 (0)]= 2*68,200+100,825-393,142-2*(91,426-597,319)-36,703=819,166 кДж/моль
lnKp =
=27.65-49.29=-21.63
2) С помощью приведенной энергии Гиббса:
, где (6)
- приведенная энергия Гиббса; 
- стандартная теплота образования индивидуального вещества при Т=0 К.
Σ ni Фi 0 (T)= 2*ФMg 0 (2000)+ ФCO 2 0 (2000)- 2*ФMgO 0 (2000)- ФC 0 (2000)= 2*65.703+258.781-2*73.314-22.540=221.019 Дж/мольК
Σ ni ∆f Hi 0 (0)= 2*∆f HMg 0 (0)+ ∆f HCO 2 0 (0)- 2*∆f HMgO 0 (0)- ∆f HC 0 (0)=
0-393.142+2*597.319-0=801,496 кДж/моль
lnKp =
=26.6-48.3=-21.63
Аналогично рассчитывается константа равновесия химической реакции и для всех остальных температур из интервала 1400 -2400K; все необходимые данные находятся в таблицах приложений. Полученные результаты для всего интервала температур приведены в таблице 3.
Таблица 3.
Расчет ln Kp двумя способами в интервале температур 1400-2400K
| T,K | 1/T , К *106 | I способ, l nKP | I способ, l nKP | Kp |
| 1400 | 714 | -42,85 | -42,85 | 2.45*10-19 |
| 1500 | 666 | -38,09 | -38,09 | 2.86*10-17 |
| 1600 | 625 | -33,97 | -33,97 | 1.76*10-15 |
| 1700 | 588 | -30,34 | -30,34 | 6.66*10-14 |
| 1800 | 556 | -27,11 | -27,11 | 1.68*10-12 |
| 1900 | 526 | -24,22 | -24,22 | 3.03*10-11 |
| 2000 | 500 | -24,63 | -21,63 | 4.04*10-10 |
| 2100 | 476 | -19,28 | -19,28 | 4*10-9 |
| 2200 | 455 | -17,15 | -17,15 | 3.5*10-8 |
| 2300 | 435 | -15,24 | -15,24 | 2.4*10-7 |
| 2400 | 417 | -13,34 | -13,34 | 1.61*10-6 |
Используя полученный график (рисунок 4) и формулу:
(7)
рассчитаем среднее значение теплового эффекта реакции:
Вывод : Данная реакция является эндотермической, так как с ростом температуры увеличивается константа равновесия и равновесие смещается в сторону прямой реакции.
Вывод основан на принципе Ле – Шателье, который гласит: если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне и тем изменить условия, определяющие положение равновесия, то в системе усиливается то из направлений процесса, течение которого ослабляет влияние этого воздействия, в результате чего положение равновесия сместится в этом же направлении. [4]
2. ПОСТРОЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ La — Sb
2.1 Построение и исследование диаграммы состояния La—Sbв атомных и массовых долях.
2.1.1 Данная диаграмма, изображённая на рисунке 5, является двухкомпонентной системой с полной растворимостью в жидком состоянии, с отсутствием растворимости в твердом состоянии, с образованием одного устойчивого химического соединения конгруэнтного плавления и образованием трех неустойчивых химических соединении инконгруэнтного плавления, с вырожденной эвтектикой.