РГР по физхимии

Министерство образования и науки Российской Федерации

Пермский государственный технический университет

Березниковский филиал

Кафедра Химической технологии и экологии

Расчетная работа по курсу:

«физическая химия»

Выполнил: Студентка гр.ХТНВ – 02(в)

Куриленкова Ю.А.

Проверил:доцент кафедры ХТиЭ

Колбасина В.Д.

Березники

2004

СuO_(т) + H₂S_(г) = СuS _(т) + H₂O _(Ж) Т=725К

	 Ноf (298), кДж/моль.	Sо(298), Дж/ (моль К)	а	b	с/	Gоf(298), кДж/ моль
СuO	-162.00	42,63	43,83	16,77	-5,88	-134,26
H2S	-20.6	205,7	29,37	15,4	-	-33,5
СuS	-53.14	66,53	44,35	11,05	-	-53,58
H2O	-285.83	69,95	39,02	76,64	11,96	-237,23

Определим стандартный тепловой эффект образования нашей реакции:

Так как<0 то, происходит выделение тепла, реакция экзотермическая.

Рассчитаем тепловой эффект реакции при заданной температуре 725 К. При этой температуре происходит фазовый переход Н₂О_(ж)→Н₂О (г)

а^/=а-а_{н о}=10,17-39,02=-28,85

в=11,05+76,64-16,77-15,4=55,52*10^-3

в^/=55,52-76,64=-21,12*10^-3

с=11,96+5,88=17,84*10⁵

с^/=5,88*10⁵

Н_r(725)=-156370-28.85(725-298)-21.12*10^-3(725²-298²)/2+5,88*10⁵(1/298-1/373)+44020+30(725-373)+10,71*10^-3(725²-373²)/2 +0,33*10⁵(1/373-1/725) = -109,711 КДж

При повышении температуры, тепловой эффект понижается за счет фазового перехода воды.

Найдем внутреннюю энергию при стандартных условиях.

Н= U + nRТ

n=n_кон – n_нач = -1

U = H – nRT =-156.37*10³ – ((-1)*8.31*298))= -153,89кДж

Внутренняя энергия при 725 К

U = H – nRT=-109711-(-1*8,31*725)=-103,686 КДж

При увеличении температуры внутренняя энергия увеличивается.

Рассчитаем энтропию в стандартных условиях (справедливо только для идеальных систем)

Так как значение энтропии отрицательное то процесс идет в обратном направлении, процесс является не самопроизвольным.

Рассчитаем энтропию при заданной температуре, при этой температуре происходит фазовый переход.

С увеличением температуры хаос в системе увеличивается, и как следствие, энтропия так же возрастает, процесс самопроизвольный (Все расчеты энтропии ведутся только для изолированных систем)

Определим энергию Гиббса в стандартных условиях:

кДж

G(Т) = -156,37-298(-111,85)=31174.93 Дж=31.174 кДж

Полученное значение энергии Гиббса (G>0) указывает на то, что процесс протекает не самопроизвольно в стандартных условиях

Рассчитаем энергию Гиббса при температуре 725 К.

= -109,6 кДж

При повышении температуры, энергия Гиббса уменьшается, процесс является самопроизвольным.

Вычислим энергию Гельмгольца в стандартных условиях

F=U-TS=-153.89*10³-298*(-111.85)=-120,56кДж

Так как значение энергии Гельмгольца меньше ноля, то протекает самопроизвольный процесс.

Энергия Гельмгольца при 725 К.

F=-103,686*10³-725*0.15=-212.44кДж

При повышении температуры, энергия Гельмгольца увеличивается, процесс самопроизвольный.

Вывод:так как в системе протекает экзотермическая реакция (Н<0),энтропия системы при этом возрастает S>0, а энергия Гиббса убывает, то это значит, что реакция в системе может протекать самопроизвольно при любых температурах.

4