Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Некоторые аспекты химической термодинамики. Учебное пособие
.pdf
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
p
K
OHOH
222
22
425.2062)500(2)500(2
0000
222
OHOHii
SSSSn
984.98582.220626.1452
;48762714765143492
)23891316831(2)]0()0()500([
)]0()0()500([2)]0(
)0()500([2)]0()0()([
000
0000
00000
222
2222
22
HHH
HHHH
HHHHTHn
OfOO
HfHHOHf
OHOHifiii
3969.105
500314.8
487627
314.8
984.98
ln
p
K
45
10933.5
p
K
22
2
2
2
OH
OH
p
PP
P
K
45
10933.5
;38.79052.191927.1162
763.17222)500(2)(
000
222
Tn
OHOHii
.477826)238913(2
)0(2)0(2)0(
0000
222
HHHHn
OfHfOHfifi
(рекомендуемое)
Расчет константы равновесия реакции
Рассмотрим расчет константы равновесия
реакции
, (21)
который производится при температуре 500 К по формулам (6)
и (11).
;
;
.
Константа равновесия заданной реакции
рассчитанная при помощи энтропийных таблиц при 500 К,
равна
.
,
131
39716.105
500314.8
477826
314.8
38,79
ln
p
K
45
109347.5
p
K
,
22
2
2
2
OH
OH
p
PP
P
K
39.410
09.0
103.0lg13.3
24830
lg
5
2
3
T
TT
T
K
a
39.410
500
09.0
500103.0500lg13.3
500
24830
lg
5
2
3
a
K
788224.45lg
a
K
45
101407.6
p
K
OHOH 2
2
OH
OH
P
PP
K
2
2
1
0
1
G
HH 2
2
2
2
2
H
H
H
P
P
K
0
2
H
G
OO 2
2
2
2
2
O
O
O
P
P
K
0
2
O
G
т.е. константа равновесия
;
, (22)
рассчитанная с помощью приведенной энергии Гиббса при
температуре 500 К, имеет такое же значение, что и в предыдущем случае.
Правильность вычислений константы равновесия по
формулам (6) и (11) подтверждает расчет по справочным данным, согласно которым
При Т=500 К
,
,
т.е. расхождение с расчетами по формулам (6) и (11) очень невелико.
Константу равновесия заданной реакции (21) можно рассчитать и косвенным методом, если известны константы следующих реакций:
,
,
, (23)
,
,
,
,
, (24)
. (25)
132
Комбинацией (алгебраическим суммированием) указан-
0
2
OHr
G
000
1
0
222
22
OrHrrOHr
GGGG
22
lnln2ln2ln
1 OHp
KKKK
22
222
2
2
2
1
2
OH
OHOH
p
PP
P
K
KK
K
1445.86lg
1
K
3209.40lg
2
H
K
8762.45lg
2
O
K
.771.458762.456418.80
2890.172)8762.45()3209.40(21445.862lg
p
K
45
1090.5
p
K
ных реакций получается заданная реакция (21):
(21) = -2(23) + 2(24) + (25).
Стандартное изменение энергии Гиббса
заданной
реакции (21) будет определяться той же алгебраической суммой:
.
Учитывая уравнение (1), имеем
, (26)
следовательно,
. (27)
Из справочных данных следует, что при 500 К:
,
,
.
Следовательно, согласно (26)
,
что еще раз подтверждает правильность расчетов константы равновесия по формулам (6) и (11).
133
ПРИЛОЖЕНИЕ В
40,0
10873,019527,0
19527,0
)..(.
73,0
10840,019560,0
19560,0
)..(.
89,0
10818,019582,0
19582,0
)..(.
(рекомендуемое)
Построение и анализ диаграммы состояния двухкомпонентной
системы
2 Построение и исследование диаграммы состояния
двухкомпонентной (а) системы Ag-Pt.
2.1 Построение и исследование диаграммы состояния
двухкомпонентной системы Ag-Pt по следующим пунктам:
2.1.1 Построим диаграмму Ag-Pt в атомных и массовых
до-лях, для чего пересчитаем атомные доли в массовые для
следующих составов системы: (т.а) 0,27 ат.д. Pt, (т.в) 0,60 ат.д.
Pt, (т.с) 0,82 ат.д. Pt.
;
;
.
Данная диаграмма Ag-Pt представляет собой двухкомпо-
нентную систему с полной растворимостью в жидком состоянии, с ограниченной растворимостью в твердом состоянии, с
отсутствием химического взаимодействия, с отсутствием полиморфизма.
Обозначим жидкое состояние “L”, а твердое – “S”.
Состав областей системы Ag-Pt.
I. L, однородный расплав, одна фаза, число термодина-
мических степеней свободы
С=К-Ф+1=2-1+1=2,
где К -число компонентов,
Ф - число фаз,
1- это температура;
т.е. произвольно, не нарушая равновесия, можно изменять и температуру, и состав системы.
134
II. L+S
, расплав находится в равновесии с твердым
Pt р-р
раствором на основе Pt, число термодинамических степеней
свободы С=2-2+1=1, т.е. произвольно, не нарушая равновесия
можно изменять или температуру, или состав системы.
III. L+S
, расплав находится в равновесии с твердым
Ag р-р
раствором на основе Ag, число термодинамических степеней
свободы С=2-2+1=1.
IV. S
, область существования твердого раствора на
Ag р-р
основе Ag, одна фаза, число термодинамических степеней свободы С=2-1+1=2.
V. S
, область существования твердого раствора на ос-
Pt р-р
нове Pt, одна фаза, число термодинамических степеней свободы С=2-1+1=2.
VI. S
Ag р-р
+ S
, область существования в равновесии
Pt р-р
двух твердых растворов на основе серебра и платины, число
термодинамических степеней свободы С=2-2+1=1.
Рисунок В1 – Диаграмма состояния системы
Ag-Pt. Кривая охлаждения системы, содержащей 0,6 ат.д. Pt.
135
2.1.2 Химических соединений на диаграмме состояния
ac
bc
m
m
S
L
L
m
S
m
100
SL
mm
SL
mm 100
40.073.0
73.098.0
100
S
S
m
m
33.0
25.0
100
S
S
m
m
SS
mm 76.0100
S
m
2,438,56100
L
m
Ag-Pt нет.
2.1.3 Температура начала кристаллизации расплава системы Ag-Pt, содержащей 0,6 ат.д. Pt, равна 1575 0С. конца
кристаллизации - 1185 0С.
2.1.4 Первые выпавшие кристаллы из расплава системы
Ag-Pt, содержащей 0,6 ат.д. Pt, представляют собой твердый
раствор на основе Pt, состав которого 0,92 ат.д. Pt, а последние
капли расплава отвечают составу перитектики (0,2 ат.д. Pt).
2.1.5 Рассчитаем по правилу рычага массы равновесных
фаз системы, содержащей 0,6 ат.д. Pt, при 1365 0С. Масса исходного сплава 100г. Массы равновесных фаз обратно пропорциональны отрезкам, на которые фигуративная точка разбивает ноду:
,
где
- масса расплава,
- масса твердого раствора на основе Pt.
;
;
;
;
;
=56,8 г;
г.
Итак, при температуре 1365 0С масса твердого раствора
на основе Pt 56,8 г, а масса расплава – 43,2 г.
136
2.1.6 Рассчитаем число степеней свободы для системы,
AgppPtppPtppP
SSSL
содержащей:
0,1 ат.д. Pt при температуре 750 0С
С=К-Ф+1=2-1+1=2 (система бивариантна);
0,6 ат.д. Pt при температуре 1185 0С
С=К-Ф+1=2-3+1=0 (система нонвариантна);
0,4 ат.д. Pt при температуре 300 0С
С=К-Ф+1=2-2+1=1 (система моновариантна).
2.1.7 При охлаждении расплава системы Ag-Pt, содержащей 0,6 ат.д. Pt (Ф=1, С=2) до температуры 1365 0С, последней
насыщается Pt и при этой температуре начинается кристаллизация твердого раствора на основе Pt (Ф=2, С=1). На кривой
охлаждения это точка перегиба. При охлаждении от температуры 1365 0С до 1185 0С масса кристаллов твердого раствора
на основе Pt растет, а расплав меняет свой состав, обогащаясь
серебром, и стремясь достигнуть состава точки Р – перитектики. При температуре 1185 0С расплав принимает состав точки
Р и происходит перитектическое превращение
.
Ф=3, С=К-Ф+1=2-3+1=0.
В этих условиях в равновесии три фазы и система нонва-
риантна. На кривой охлаждения – это температурная остановка. Заканчивается перитектическое превращение исчезновением расплава и охлаждением смеси двух твердых растворов на
основе Ag и Pt.
137
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное при сокращѐнном варианте курсовой работе)
Форма титульного листа курсовой работы
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ФГБОУ ВО «ВГТУ»)
Факультет радиотехники и электроники
Кафедра химии и химической технологии материалов
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине химия
Тема работы: «Вычисление термодинамических функций индивидуального
вещества…. Исследование зависимости константы равновесия химической
реакции … от температуры».
Расчетно-пояснительная записка
Разраб. студент(ка)
Группа Подпись, дата Инициалы, фамилия
Руководитель
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Члены комиссии
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Нормоконтроль
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Защищен Оценка
Дата
20___
138
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
)0()(
00
HTH
)(
0
TS
)(
0
T
)0()(
00
GTG
(обязательное при сокращѐнном варианте курсовой работе)
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «ВГТУ»)
Кафедра химии и химической технологии материалов
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
по дисциплине ХИМИЯ
Тема работы: «Вычисление термодинамических функций индивидуального
вещества…. Исследование зависимости константы равновесия химической
реакции … от температуры».
Студент группы
Фамилия, имя, отчество
Содержание расчетно-пояснительной записки
1 Вычисление термодинамических функций
1.1 Вычисление термодинамических функций
,
,
,
тур 100 – 500 К.
1.2 Описание физических, химических свойств вещества…, применение
1.3 Расчет константы равновесия реакции … двумя способами (с помощью
энтропии, приведенной энергии Гиббса участников реакции) в интервале
температур….
1.4 Вычисление среднего значения теплового эффекта реакции ….
Сроки выполнения этапов
Срок защиты курсовой работы
Руководитель
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Задание принял студент
Подпись, дата Инициалы, фамилия
для заданного вещества… в интервале темпера-
139
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)
Форма титульного листа курсовой работы
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВО «ВГТУ»)
Факультет радиотехники и электроники
Кафедра химии и химической технологии материалов
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
Тема работы: «Вычисление термодинамических функций индивидуального
вещества…. Исследование зависимости константы равновесия химической
реакции … от температуры. Построение и анализ диаграммы состояния
двойной системы …».
Расчетно-пояснительная записка
Разраб. студент(ка)
Группа Подпись, дата Инициалы, фамилия
Руководитель
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Члены комиссии
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Нормоконтроль
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Защищен Оценка
дата
20___
140
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]