Теоретические основы занятия

Вычислить значение можно с применением следующих методов:

1. При Т = 298К вычисляется на основе стандартных табличных данных:

(5.1)

2. При учете температурной зависимости теплоемкости (∆С_Р) для расчета используют уравнение:

(5.2)

Далее используя вместо алгебраическую сумму средних теплоемкостей в интервале Т – 298К,находят

(5.3)

3. При наличии данных по теплоемкости компонентов реакции лишь для отдельных температур внутри интервала Т – 298К графическим интегрированием определяют значение и вычисляютпо уравнению:

(5.4)

4. Способом Тёмкина-Шварцмана [1,6], используя предворительно табулированные значения температурных параметров ,,ипо уравнению:

(5.5)

где α, β, γ, γ^/ - алгебраические суммы численных коэффициентов в уравнениях зависимости тепоемкости от температуры, рассчитываемые с учетом стехиометрических коэффициентов реакций, а М_о, М₁, М₂ и М_-2 – составляющие, определяемые только величиной температуры.

5. Спосом Киреева, учитывая высокотемпературные составляющие энтальпии и энтропиикаждого компонента и заменяя их алгебраическими суммамиизначения и :

(5.6)

Данным методом находят значения температурных составляющих энтальпии и энтропии по таблицам [6]. Этод метод удобен при расчете процессов, протекающих выше 400К. При расчетных температурах, находящихся между температурами, приведенными в таблицах Киреева, составляющие определяются интерполированием. Расчет идля химической реакции в виде алгебраической суммы:

= _кон. – _исх. (5.7)

= _кон. – _исх. (5.8)

6. Метод Ф^* - потенциала для широкого диапазона температур от 0К до высоких Т [1,6] по равенству вида:

(5.9)

7. Вычислить можно также на основе константы равновесия (К_Р) по уравнению:

(5.10)

Примеры задач:

Задача 1. Вычислить значения для реакции окисления фосфора при стандартных условиях.

Задача 2. Вычислить значения для реакции образования аммиачной селитры при 360⁰К с учетом температурной зависимости теплоемкости.

Задача 3. Вычислить значения для реакции образования аммиака при 450⁰К по методу Тёмкина-Шварцмана.

Задача 4. Вычислить значения для реакции конверсии метана водяным паром при 900⁰К по методу Киреева.

Задача 5. Вычислить значения для реакции образования аммиака при 450⁰К по методу Ф^* - потенциала.

Контрольные вопросы.

1. О сути свободной энергии Гиббса.

2. Характерные изменения свободной энергии Гиббса для процессов, протекающих в заданном направлении.

3. Характерные изменения свободной энергии Гиббса для процессов, протекающих в обратном направлении.

4. Характерные изменения свободной энергии Гиббса для процессов, находящихся в равновесии.

5. Связь сводной энергии Гиббса с основными термодинамическими показателями и параметрами.

6. Влияние температуры на свободную энергию Гиббса.

7. Методы расчета иэменений свободной энергии Гиббса.

Задание для самостоятельной работы

Студент должен выполнить СРС по следующим темам:

1. Расчет изменений свободной энергии Гиббса при стандартных условиях, примеры расчетов.

2. Расчет изменений свободной энергии Гиббса с учетом температурной зависимости теплоемкости, примеры расчетов.

3. Расчет изменений свободной энергии Гиббса по известным данным по теплоемкости участников реакции, примеры расчетов.

4. Расчет изменений свободной энергии Гиббса по методу Темкина-Шварцмана, примеры расчетов.

5. Расчет изменений свободной энергии Гиббса по методу Киреева,

6. примеры расчетов.

7. Расчет изменений свободной энергии Гиббса по методу Ф^* - потенциала, примеры расчетов.

8. Расчет изменений свободной энергии Гиббса на основе данных о константе равновесия, примеры расчетов.

9. Расчет изменений свободной энергии Гиббса по величине ЭДС гальванического элемента, примеры расчетов.