3.5. Заключние

Результаты расчетов изменения изобарно-изотермического потенциала G⁰_т, полученные по уравнению Гиббса и уравнению Гиббса-Гельмгольца для реакции образования CuFeO₂, приведены в таблице 2. Графическая зависимость G⁰_т=f(T) показана на рисунке 1.

Таблица 2 – Значения величины G⁰_т реакции образования CuFeO₂

Т, К	298	400	500	600	700
G0т, кДж•моль-1	-164,9	-163,7	-162,8	-161,9	-161,2

Рисунок 1 ˗ Зависимость изобарно-изотермического потенциала от температуры

Как показывают полученные результаты, реакция образования CuFeO₂ протекает в интервале температур от 298 до 700 К при стандартном давлении, с увеличением температуры её вероятность убывает.

4. Расчет δGтº химической реакции образования соединения CuFe2o4

4.1. Расчет δg400º

4.1.1. Расчет δg400º реакции по уравнению Гиббса (первый метод)

1. Определяем энтальпию реакции при 298 К.

H⁰₂₉₈ = H⁰₂₉₈(CuFe₂O₄) - H⁰₂₉₈(CuO) -2•H⁰₂₉₈(FeO) = -959 + 157,03 + +2•266,65= -268,67 кДж•моль^-1.

2. Вычисляем изменение коэффициентов зависимости теплоемкости от температуры: a, b, c´.

a = 138,62 - 43,83 - 51,82 = 42,97.

 b = (119,41 - 16,76 +6,78)•10^-3 = 109,43•10^-3.

c´= (22,76 - 5,88 + 1,59)•10⁵ = 18,47•10⁵.

3. Рассчитываем энтропию реакции при 298 К.

S⁰₂₉₈ = S⁰₂₉₈ (CuFe₂O₄) - S⁰₂₉₈ (CuO) - 2•S⁰₂₉₈(FeO) = 141 - 42,63 - 2•59,44 =

= -20,51 Дж•моль^-1•К^-1

4) Находим значения величин интеграла.

dT = (42,97•400 + 0,5•109,43•10^-3•400² - 18,47•10⁵•400^-1) –

(42,97•298 + 0,5•109,43•10^-3•298² - 18,47•10⁵•298^-1) = 9858,9 Дж•моль^-1•К^-1.

5) Находим значения величины интеграла.

dT = (42,97•ln400 + 109,43•10^-3•400 - 0,5•18,47•10⁵•400^-2) –

(42,97•ln298 + 109,43•10^-3•298 - 0,5•18,47•10⁵•298^-2) = 28,4 Дж•моль^-1•К^-1

6) Рассчитываем значение величины изобарно-изотермического потенциала реакции при температуре 600 К.

G⁰₄₀₀ = -268670 + 9858,9 + 400•20,51 - 400•28,4 = -261967 Дж•моль^-1•К^-1 =

= -261,9 кДж•моль^-1•К^-1

4.1.2. Расчет g0400 по уравнению Гиббса-Гельмгольца (второй метод)

1. Определяем изобарно-изотермический потенциал реакции при 298 К.

G ⁰₂₉₈ = -268670 + 298•20,51 = -262558 Дж•моль^-1•К^-1.

2) Вычисляем постоянную интегрирования H_0.

H₀ = -268670 - 42,97•298 - 0,5•109,43•10^-3•298² + 18,47•10⁵•298^-1 =

= - 280136 Дж•моль^-1.

3) Находим постоянную интегрирования у.

у•298 = -262558 + 280136+ 42,97•298•ln298 + 0,5•109,43•10^-3•298² + 0,5•18,47•10⁵•298^-1 = 98487,53;

у = 330,5.

4) Рассчитываем значение изобарно-изотермического потенциала реакции при 400 К.

G⁰₄₀₀ = - 280136 - 42,97•400•ln400 - 0,5•109,43•10^-3•400² - 0,5•18,47•10⁵•400^-1 + 330,5•400 = -261980 Дж/моль = -261,9 кДж•моль^-1.

Полученное значение величины изобарно-изотермического потенциала, G⁰₄₀₀ = -261,9 кДж•моль^-1, позволяет сделать заключение о термодинамической вероятности, то есть возможности протекания реакций образования соединения CuFe₂O₄ при температуре 400 К.