Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Шестой этап. Расчет эмпирической константы в уравнении Кирхгофа. В интегральной форме формулу Кирхгофа можно представить в таком виде:
В интегральной форме формулу Кирхгофа можно представить в таком виде: (30) Подставляя числовые величины и Dra, Drb и Drc, получим уравнение: 59611= + 23, 309× 298- , Откуда константа будет равна =55014 . (31) Числовое значение константы будем позже использовано для расчета изменения энергии Гиббса по интегральной формуле Гиббса-Гельмгольца.
Этап седьмой. Расчет изменения энергии Гиббса по формуле Тёмкина-Шварцмана. Энергия Гиббса, как термодинамическая функция отражает запас свободной внутренней энергии при Р, Т = const в системе. Аналитически энергия Гиббса представлена уравнениями: G=U + HV – TS, (32) где энтальпия равна: H = U + PV (33) Подставляя (33) в (32), получают следующее уравнение: G = H – TS, (34) Для химической реакции уравнение (34) преобразуется в форме разности термодинамических функций: (35) Эти параметры зависят от Т по формулам: (36) (37) Представив изменение теплоемкости для реакции получаем следующие формулы: (38) (39) Подставляются эти уравнения в (35) и получаем следующую температурную зависимость изменения энергии Гиббса: (40)
Завершая интегрирование, получают следующее выражение: (41) Группируют члены с одинаковыми коэффициентами и получают уравнение Темкина-Шварцмана: , (42) где: (43)
(44) Численное значение коэффициентов Мо, М1, М2 приведены в задачниках и в Приложении. Подставляют в уравнение (42) численные величины термодинамических (Предостережение-необходимо учитывать следующие величины коэффициентов, которые равны: Dв=5 × 10-3 и М1 =5× 10+3, а их произведение Dв × М1 = 5 × 10-3 × 5 × 10+3 = 25) функций и коэффициенты: Dra, Drb и Drc и получают уравнение для расчета После подстановки численных параметров получают конкретное уравнение Тёмкина-Шварцмана: (45) Расчет в области температур 298-1000 проводится с использованием таблицы 6.
Таблица 6. Расчет изменения энергии Гиббса для химической реакции,
На основе данных таблицы 6 строится график в координатах = f(T). График представлен на рисунке 4.
Рисунок 4. Зависимость = f(T) для химической реакции.
Из рисунка 4 можно отметить, что до Т=350 К изменение энергии Гиббса выше нуля, > 0, и процесс не может проходить самопроизвольно. При Т=360 К изменение энергии Гиббса равно нулю, = 0. Система находится в условиях устойчивого равновесия. При Т > 360 изменение энергии Гиббса меньше нуля и протекание процесса разрешено с термодинамической точки зрения. При этих температурах процесс может проходить самопроизвольно.
Вос ьмой этап. Расчет константы равновесия химической реакции Кр. Расчет константы равновесия для химической реакции, протекающей в газовой системе с идеальными свойствами, осуществляется с помощью изотермы химической реакции в стандартном состоянии для реакционной смеси веществ: = - RTlnKp(46) Расчет Кр проводится с применением вспомогательной таблицы 7.
Таблица 7. Расчет константы равновесия Кр.
На основании данных таблицы 7 строится график в координатах Кр=f(T), представленный на рисунке 5.
Рисунок 5. Зависимость Кр=f(T). Из рисунка 5 можно отметить резкое увеличение Кр, начиная от температура 600 К.
|