В 30-х годах ХХ века при промышленном освоении ацетилена были часты случаи взрыва сжатого ацетилена С2Н2(Г) из-за самопроизвольного распада его на составляющие элементы: С(ГРАФИТ) и Н2(Г). Почему возможен процесс распада ацетилена? Может ли взрываться подобным образом этан С2Н6(Г).? Вывод подтвердите РАСЧЕТОМ.
Для начала разберемся, почему возможен процесс распада ацетилена на его составляющие элементы - графит и молекулярный водород (С + H2). Ацетилен, как вы знаете, представляет собой органическое соединение, состоящее из углерода (С) и водорода (Н). Молекулярная формула ацетилена - С2Н2.
Процесс распада ацетилена на С и Н2 можно объяснить с помощью химических равновесий и энергетики. В реакции распада полезно смотреть на изменение свободной энергии (ΔG) и теплового эффекта (ΔH).
C2H2(г) → C(г) + H2(г)
Величина ΔG может помочь нам определить, будет ли реакция происходить самопроизвольно или нет. Положительное значение ΔG означает, что реакция не будет происходить самопроизвольно, а отрицательное - что реакция может происходить, и скорость будет зависеть от разных условий.
В данном случае, процесс образования С и Н2 из ацетилена выглядит следующим образом:
С2H2(г) → C(г) + H2(г)
ΔG = ΔH - TΔS
ΔH и ΔS - это энтальпия и энтропия реакции соответственно, а Т - температура.
Энтальпия (ΔH) может быть получена из табличных данных, а энтропия (ΔS) может быть оценена на основе наличия или отсутствия связей или групп симметрии в реагентах и продуктах.
Если ΔG отрицательное, это значит, что реакция идет самопроизвольно. Если ΔG положительное, это значит, что реакция не будет происходить самопроизвольно.
Теперь рассмотрим ваш второй вопрос: может ли взрываться этан (C2H6) подобным образом?
Для этого выполним аналогичные расчеты для реакции распада этана на С и Н2:
C2H6(г) → 2C(г) + 3H2(г)
Опять же, рассчитываем ΔG, используя ΔH и ΔS.