Рекомендована література:

1. Гамеева о.С. Физическая и колоидная химия.М. Высшая школа. 1969.408 с.§23-25 Практична робота №4

Тема роботи – Розрахунок термодинамічного потенціалу.

Мета роботи – навчитись розраховувати ізобарно-ізотермічний потенціал хімічної реакції та робити висновок про можливість протікання даної реакції за стандартних умов.

Теоретичне обґрунтування

В хімічних процесах є потенціал, який являється рушійною силою хімічних процесів, його назва – ізобарно-ізотермічний потенціал δ. На честь американського вченого, що працював над розробкою цього питання потенціал називають енергією Гіббса.

Зниження цього потенціалу не залежить від шляху процеса, а дорівнює максимальний роботі реакції за відрахуванням роботи супроти зовнішнього тиску

-

це робота переходу від даного стану до рівноважного.

Головна вимога здійснення процесу, тобто можливість проходження хімічної реакції в прямому напрямку без затрати роботи є:

Отже Δδ – критерій хімічного процесу.

Величина Δδ пов’язана з ентальнією (ΔН) та ентропією ΔS співвідношенням

Δδ = Δ Н – ТΔS

Приклад. Визначити ізобарно-ізотермічний потенціал реакції

аА + вВ → сС – dD

Рішення. Δδ = [d(Δδ_утв)_Д + с(Δδ_утв)_С] – [a(Δδ_утв)_А + в(Δδ_утв)_В]

Якщо, Δδ < 0, то реакція проходить довільно у прямому напряму.

Порядок виконання роботи

1. Викладач проводить експрес опитування студентів за темою практичної роботи з метою виявлення готовності студента до виконання роботи.

2. Видача індивідуальних завдань для практичної роботи.

3. Студенти самостійно працюють над розрахунками, складають звіти, роблять висновки з роботи.

4. Захист практичної роботи має бути в усній або письмовій формі.

Контрольні запитання:

1. Як визначити енергію Гіббса?

2. Що означає ізобарно-ізотермічний потенціал?

3. Що є критерієм довільного проходження хімічної реакції?

4. Як визначити к.п.д. теплової машини?

5. За яких умов хімічна реакція неможлива?

Варіанти індивідуальних завдань до практичної роботи № 4

1. Обчислити стандартну зміну ізобарного потенціалу Δ G для реакції:

Значення Δ G реагуючих речовин:

2. Розрахувати к.п.д. ідеальної машини Карно, що отримує пар при 140⁰С і випускає його при 150⁰С.

3. Визначити зміну ізобарно – ізотермічного потенціалу для реакції:

N₂ + 2H₂O (ж) = NH₄NO₂ + ΔG⁰

і дати висновок про можливість її протікання при стандартних

4. Обчислити ізобарно-ізотермічний потенціал реакції і дати висновок про можливість її протікання за стандартних умов:

3C₂H₂ = C₆H₆ + ΔG

значення реагуючих речовин:

5. Ідеальної машини Карно, що працює в інтервалі між 350 і 50⁰С, дає 33,52 кДж за робочий цикл. Яка кількість теплоти надається машині і віддається за цей же цикл?

6. Визначити зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу за стандартних умов для реакції:

Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂

Питання про моливість самочинного протікання реакції:

7. Ідеальна машина Карно, отримує пару при 230⁰С і випускає його при 48⁰С. Визначити к.п.д. машини.

8. Обчислити ізобарно-ізотермічний потенціал реакції і дати висновок про можливість її протікання за стандартних умов:

CO_{2 (г)} + 2H₂O (ж) = CH_{4 (г)} + 2О_{2 (г)}

і вирішити питання про можливість самочинного протікання її за вказаних умов:

9. Ідеальна машина Карно між 927 і 127⁰С виробляє 103 кДж роботи за цикл. Визначити кількість теплоти, що надається машині, і що віддається нею за цей же цикл?

10. Ідеальна машина Карно, отримує пару при 260⁰С і випускає його при 52⁰С. Визначити к.п.д. машини.

10. Дати висновок про можливість протікання реакції, визначити зміну ізобарно-ізотермічного потенціалу:

12. Чи можлива реакція C₆H₆ = 3C₂H₂, якщо

13. Ідеальна машина Карно, отримує пару при 250⁰С і випускає його при 40⁰С. Визначити к.п.д. машини.

1. У якому напрямі може протікати реакція крекінга циклогексану при 727⁰С C₆H₁₂ = 3C₂H₄, якщо при даній температурі

2. З’ясувати можливість отримання металевого кадмію з сульфату кадмію (ІІ), відновленням оксидом вуглецю за реакцією:

2CdS _(кр) + 2CO_(г) → СО_{2 (г)} + CS_{2 (г)} + 2Cd

Якщо відомо: