Введение

В курсовой работе следует рассчитать основные термодинамические функции:

энтальпии, энтропии, изобарно-изотермические потенциалы химических реакций образования 2-х соединений: CuFeO₂; CuFe₂O₄ в интервале температур от 298 до 700 К. Термодинамические расчеты позволяют оценить возможность (вероятность) протекания химических реакций в заданных условиях, определить их направление и предпочтительность (очередность) протекания одной реакции перед другой.

Цель курсовой работы: освоение термодинамического метода исследования системы «CuO ˗˗ FeO» и системы «CuO ˗˗ 2FeO», а также протекающих в них химических реакций образования соединений CuFeO₂ и CuFe₂O₄.

1. Исходные данные для курсовой работы

1) Формулы соединений: CuFeO₂ и CuFe₂O₄.

2) Интервал температур: 298…700 К.

3) Термодинамические величины компонентов систем «CuO ˗˗ FeO» и системы «CuO ˗˗ 2FeO» приведены в таблице 1.

Таблица 1 ˗˗ Термодинамические величины соединений

Формула простых веществ и соединений	Теплота образования из элементов, -H0 298, кДжмоль-1	Энтропия S0 298, Джмоль-1К-1	Теплоемкость Cp, Джмоль-1К-1
			Коэффициенты уравнения Cp = а + вТ – СТ -2
			а	b103	c´10-5
1	2	3	4	5	6
CuO	157,03	42,63	43,83	16,76	5,88
FeO	266,65	59,44	51,82	-6,78	-1,59
CuFeO2	592,6	88,7	95,6	10,63	16,65
CuFe2O4	959,0	141,0	138,62	119,41	22,76

4) Реакции образования соединений в смесях с соотношением исходных элементов компонентов 1:1 следующие:

CuO + FeO = CuFeO₂,

CuO + 2FeO = CuFe₂O₄.

5) Определяем 5 значений температур для проведения термодинамических расчетов: 298, 400, 500, 600, 700 К.

2. Расчет изобарно-изотермического потенциала

2.1. Расчет δGтº по уравнению Гиббса (первый метод)

Исходные данные: ΔНº₂₉₈, ΔSº₂₉₈, C_p = а + вТ + СТ ^–2 веществ, участвующих в химической реакции.

1)Определяем энтальпию реакции при стандартной температуре 298 К.

(1)

2) Находим изменение коэффициентов: Δа, Δв, Δс΄,определяющих зависимость С_р = ƒ(Т).

Δа = Σа(продуктов) - Σа(исходных веществ)

Δв = Σв (продуктов) - Σв(исходных веществ)

Δс´= Σс(продуктов) - Σс(исходных веществ) (2)

3. Находим энтропию химической реакции при 298 К.

(3)

3. Определяем теоретическое значение изменения изобарно-изотермического потенциала реакции при температуре Т по уравнению Гиббса:

(4)

Для этого находим энтальпию реакции по уравнению

(5)

и энтропию реакции по уравнению

(6)

Подставляя выражения (6) и (5) в (4), получим уравнение, по которому будем вычислять изобарно-изотермический потенциал реакции при температуре Т:

. (7)

Рассчитываем значение величины интеграла .

(8)

3. Рассчитываем значения величины интеграла .

(9)