Question

С! 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?

Answer 1

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.