- •Введение
- •Справочные данные и описание соединения
- •1.1 Описание структуры
- •1.2 Свойства сульфида цинка
- •1.3 Применение сульфида цинка
- •1.4 Данные для термодинамического анализа
- •2. Анализ основного процесса
- •2.1 Расчет параметров реакции при стандартных условиях
- •2.2 Расчет параметров реакции при произвольно выбранной температуре
- •2.3 Выбор рабочей точки и анализ условий протекания процесса
- •3. Анализ процесса сублимации исходных компонентов
- •3.1 Анализ процесса сублимации Zn
- •3.2 Анализ процесса сублимации s
- •4. Построение p-t диаграмм
- •4.1 Определение границ области гомогенности для двух компонентов
- •4.2 Определение линии стехиометрии и построение p-t диаграммы
- •5. Определение термодинамических условий проведения процесса
- •5.1 Расчет давлений двух компонентов
- •5.2 Расчет рабочих температур двух компонентов
- •6. Оценка возможности окисления компонента а
- •Заключение
- •Список литературы
1.4 Данные для термодинамического анализа
Таблица 1.1. – Термодинамические параметры компонентов реакции и конечного соединения ZnS
Вещество (фаза) |
|
|
|
|
|
Источники |
|
|
|
||||||
|
-205434 |
57,739 |
45,52 |
- |
63000 |
2100 |
[4], [10] |
|
0 |
41,63 |
22,38 |
10,04 |
7026 |
693 |
[4], [7], [10] |
|
130540 |
160,874 |
20,79 |
- |
- |
- |
[4] |
|
0 |
31,923 |
14,98 |
26,11 |
2120 |
388 |
[4], [7], [8] |
|
127515 |
228,028 |
32,47 |
- |
- |
- |
[4] |
|
0 |
205,036 |
29,35 |
- |
- |
- |
[4] |
|
-350627 |
43,639 |
40,25 |
- |
- |
2250 |
[4] |
Таблица 1.2. – Термодинамические свойства фазовых переходов
Элемент |
Вид перехода |
|
|
|
Источники |
Zn |
Плавление |
693 |
7026 |
10,46 |
[4], [10] |
Zn |
Кипение |
1179 |
115311 |
97,78 |
[4] |
S |
Плавление |
388 |
2120 |
5,514 |
[8] |
S |
Кипение |
718 |
9204 |
12,844 |
[4] |
2. Анализ основного процесса
2.1 Расчет параметров реакции при стандартных условиях
Уравнение реакции имеет следующий вид:
Константа равновесия основного процесса вычисляется по формуле:
где
и
–
парциальные равновесные давления
веществ
и
.
Логарифм константы равновесия рассчитывается с помощью уравнения изотермы Вант-Гоффа для равновесного процесса
|
(1) |
где
– универсальная газовая постоянная;
–
изменение энергии Гиббса; T
– температура.
Расчет параметров реакции при температуре 298 К произведем по формулам (1), (2), (3) и (4):
При стандартных условиях изменение энергии Гиббса находится по уравнению Гиббса-Гельмгольца
|
(2) |
где
–
тепловой
эффект реакции (изменение энтальпии)
при 298 K;
–
изменение энтропии при 298 K.
Энтальпия системы:
|
(3) |
где
– стехиометрические коэффициенты
участвующих в реакции веществ;
– энтальпия образования i-го вещества.
Энтропия системы:
|
(4) |
где
– энтропия образования i-го вещества.
|
(5) |
где
– удельная теплоемкость i-го
элемента.
Расчет параметров:
Тогда изменение энергии Гиббса при стандартных условиях по формуле (2):
Логарифм константы равновесия рассчитаем, исходя из формулы (1):

,
К