Основы физической химии (стр. 1 из 2)

Министерство науки иобразования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Пермский государственный технический университет"

Березниковский филиал

Кафедра химической технологии и экологии

Расчетная работа

Основы физической химии

2010

1. Задание.

Определить ∆Н, ∆U, ∆S, ∆F, ∆G реакции при постоянном давлении р =

Па и Т = 450 К.

Справочные материалы.

Вещество	∆ кДж/моль	Дж/моль*К	∆ кДж/моль	Коэффициенты уравнения
				a	b*
	-1675,69	50,92	-1582,27	114,55	12,89	-34,31
	-395,85	256,69	-371,17	64,98	11,75	-16,37
	-3441,80	239,20	-3100,87	366,31	62,59	-112,47

1.1Расчет теплового эффекта реакции

Расчет теплового эффекта реакции в изобарном процессе в стандартных условиях (DH):

∆

= ∆ -(∆ )

∆

-3441,80-(-1675,69+3(-395,85))=-578,56 кДж

Вывод: В стандартных условиях данный процесс является экзотермический, реакция идет с выделением тепла.

Расчет теплового эффекта реакции в изобарном процессе при заданной температуре(DH):

∆с=0, т.к. все вещества неорганические

∆

∆a =

=366,31-(114,55+3*64,98)=56,82

∆b =

=62,59-(12,89+3*11,75)=14,45*1

∆

= )=-112,47-(-34,31-3*16,37)=-29,05*1

∆

=-578560+ 56,82+14,45*1 T-29,05*1 / )dT= -578560+56,82 +14,45*1 -29,05*1 = -578560+56,82(450-298)+14,45*1 /2*(45 -29 )-29,05*1 ((450-298)/298*450)=-578560+8636,64+821,45-3292,77=-572,39 кДж

Вывод: При увеличении температуры на 152 К тепловой эффект реакции изменился на 6,17 кДж, реакция осталась экзотермической.

Расчет теплового эффекта реакции в изохорном процессе в стандартных условиях(DU):

∆Н=∆U+p∆V; ∆U=∆H-p∆V

p∆V=∆nRT

∆U=∆H-∆nRT

∆n=∆

∆ = 0 – 3 = -3; ∆n = -3

R=8,314 Дж/моль*К

∆U(298)=-578,56-(-3)*0,008314*298=-571,13 кДж

Вывод: В изохорно-изотермическом процессе, при стандартных условиях реакция протекает с выделением тепла, т.е. процесс экзотермический.

Расчет теплового эффекта реакции в изохорном процессе при заданной температуре (DU):

∆U(450)=-572,39-(-3)*0,008314*450=-561,17 кДж

Вывод: При увеличении температуры на 152 К тепловой эффект данной реакции в изохорно-изотермическом процессе уменьшился на 9,96 кДж, реакция идет с выделением тепла.

1.2 Определение направления протекания химического процесса

Определение направления протекания реакции в изолированной системе (DS):

а) в стандартных условиях:

∆

(298) = (298 - ( (298 + 3* (298 )

∆

(298) =239,2-(50,92+3*256,69)=-581,79 Дж

Вывод: При взаимодействии оксида алюминия с оксидом серы (VI) в изолированной системе получилось, что ∆S<0, поэтому процесс невозможен.

б) при заданной температуре:

∆с=0, т.к. все вещества неорганические

∆

(T)=∆ (450)+

∆

(450)=-581,79+ 56,82+14,45*1 *T-29,05*1 / )dT/T= -581,79+56,82 +14,45*1 -29,05*1 = -581,79+56,82*ln450/298+14,45*1 (450-298)- 29,05*1 *1/2*((45 -29 /29 *45 )=-581,79+23,42+2,196-9,15=-565,32 Дж

Вывод: При увеличении температуры на 152 К энтропия увеличилась на 16,466 Дж, но осталась отрицательной. В изолированной системе процесс невозможен. Расчет изобарно-изотермического потенциала (DG):

а) в стандартных условиях

∆

(298) = (298 - ( (298 + 3* (298 )

∆

(298) =-3100,87-(-1582,27+3*(-371,17))=-405,13 кДж/моль

Вывод: При взаимодействии оксида алюминия с оксидом серы (VI) в стандартных условиях ∆G<0, поэтому процесс самопроизвольный.

∆

(298) = ∆Н(298)-Т∆ (298)

∆

(298) = -578560-298*(-581,79)=-405,19 кДж

% ош.=((-405,13+405,19)/(-405,13))*100=0,01% ,

т.к процент ошибки очень мал, следовательно, можно использовать для расчета оба метода.

Вывод: В закрытой системе изобарно-изотермический процесс будет протекать самопроизвольно, т.к. ∆G<0.

б) при заданной температуре

∆

(450) = ∆Н(450)-450*∆ (450)