Мои Конспекты
Главная | Обратная связь


Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

Расчет величин констант равновесия реакции



 

По известным значениям стандартной мольной энергии Гиббса (таблица 6) величины констант равновесия реакции найдем по уравнению изотермы Вант-Гоффа (32), которое запишем в следующем виде:

. (67)

Примеры расчета константы равновесия реакции:

при температуре 600°К:

;

. (68)

при температуре 820°К:

;

. (69)

Аналогично рассчитываем значения констант равновесия реакции при других температурах в интервале от 298 до 1000°К, результаты вычислений записаны в таблице 7.

Таблица 7. – Температурные зависимости логарифма константы химического равновесия и значения констант равновесия

Т, ºК , Дж/моль ln Krp Krp
−101070,00 40,794 5,21∙1017
−100824,58 40,423 3,59∙1017
−88478,90 26,605 3,58∙1011
−75711,75 18,213 8,12∙107
−62673,37 12,564 2,86∙105
−49468,23 8,500 4914,8
−36147,00 5,435 229,3
−22750,59 3,040 20,9
−9305,50 1,119 3,06

 

Из таблицы 7 видно, что значения констант равновесия реакции достаточно большие (Krp >> 1), поэтому в исследуемом интервале температур равновесие реакции смещено в сторону прямой реакции. При возрастании температуры значения констант равновесия уменьшаются, что указывает на приближение реакции к состоянию равновесия, следовательно, выход продукта реакции С2Н6 с ростом температуры снижается.

Поскольку значения констант равновесия достаточно большие, то целесообразно построить график зависимости в координатах логарифма константы равновесия от обратной температуры. Необходимые данные для построения графика зависимости сведены в таблицу 8.

Таблица 8. − Зависимость натурального логарифма константы равновесия от обратной температуры

1/Т∙10−3, К−1 3,36 3,33 2,50 2,00 1,67 1,43 1,25 1,11 1,00
ln Krp 40,794 40,423 26,605 18,213 12,564 8,500 5,435 3,040 1,119

 

На рисунке 4 представлен график зависимости , построенный по данным таблицы 8.

Рисунок 4. − График зависимости ln Krp от обратной температуры

 

Из рисунка 4 видно, что график зависимости натурального логарифма константы равновесия от обратной температуры носит линейны характер (прямая) на всем исследуемом температурном интервале, что указывает на то, что тепловой эффект реакции (энтальпия) мало зависит от температуры.

По тангенсу угла наклона, полученной зависимости (рисунок 4), можно определить величину теплового эффекта реакции в интервале температур от 298 до 1000°К.

Из уравнения изобары химической реакции в интегральной форме:

, (70)

следует, что тангенс угла наклона прямой равен коэффициенту, стоящему перед переменной .

Таким образом, тангенс угла наклона можно определить по выражению:

. (71)

Находим тангенс угла наклона полученной прямой по формуле:

; (72)

Из уравнения (72) вычисляем значение стандартной мольной энтальпии реакции:

rН°(Т) = −R∙ tg α = −8,314∙17231,82 = −143265,35 Дж/моль. (73)

По уравнению (49) значение при температуре Т3 = 820°К составляет: ∆rН°(820) = −143171,91 Дж/моль.

Следовательно, значение стандартной мольной энтальпии реакции, вычисленное графическим методом (73) незначительно отличается от вычисленного по уравнению (49). Небольшая разница обусловлена погрешностью построения графика.