To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
WYKŁAD 9_1 – Równowaga chemiczna
Dane z tablic - własności reagentów:
Lp
NO 2(g )
+51,83
H 2CO (g )
-110,0kJ/mol
CO (g )
-137,268kJ/mol
5
H 2( g )
0
6
C 3H 6 ( g )
+62,59kJ/mol
7
C 2 H 4( g )
+68,11kJ/mol
8
H 2CO (g ) = CO (g ) + H 2(g ) (3)
+98,28kJ/mol
4
2C3H 6(g ) = C 2 H 4(g ) + C 4 H8(g ) (2)
N 2O 4( g )
2
.
∆G o (298)
fi
3
N 2O 4(g ) = 2 NO 2(g (1)
Substancja
1
Przykładowe reakcje:
C 4 H8(g ) buten-1
+72,04kJ/mol
1. Standardowy potencjał termodynamiczny tworzenia związku ∆G o (298)
f
to ∆G takiej przemiany ( reakcji ), której jedynym produktem jest 1 mol związku, a substratami pierwiastki w ich
stanach standardowych .
Przykład
Reakcja tworzenia N 2(g ) + 2O 2(g ) = N 2O 4(g ) ......... ∆G o (298) = +98,28kJ / mol
f
2. Potencjał termodynamiczny reakcji ( dowolnej ) jest sumą algebraiczną potencjałów termodynamicznych
tworzenia reagentów tej reakcji
∆G o = ∑ ∆G o ν i − ∑ ∆G o ν j
fi
fj
prod
substr
Przykłady:
o
reakcja (1) ∆G o = ∑ ∆G o ν i − ∑ ∆G o ν j = ∆G o2 ∗ 2 − ∆G f 1 ∗ 1 = (51,83 ∗ 2 − 98,28) kJ / mol = +5,38kJ / mol
fi
fj
f
prod
substr
reakcja (2)
∆G o = ∑ ∆G o ν i − ∑ ∆G o ν j = ∆G o7 ∗1 + ∆G o8 ∗1 − ∆G o6 ∗ 2 = (+68,11 + 72,04 − 62,59 ∗ 2)kJ / mol = +14,97kJ / mol
fi
fj
f
f
f
prod
substr
reakcja (3)
∆G o = ∑ ∆G o ν i − ∑ ∆G o ν j = ∆G o4 ∗ 1 + ∆G o5 ∗ 1 − ∆G o3 ∗ 1 = (−137,268 − 0 + 110,0)kJ / mol = −27,268kJ / mol
fi
fj
f
f
f
prod
substr
3. Warunek równowagi chemicznej (p=const, T=const)
∂G
∂c = 0
i p, T
Jeśli w duŜej ilości mieszaniny reagentów zajdzie 1 mol
przemian i jeśli ∆G=0 to znaczy, Ŝe układ ma takie
stęŜenia, Ŝe wartość G jest najniŜsza z okolicznych.
Opracowanie: dr inŜ. B. Andruszkiewicz
1
4. ∆G reakcji a standardowy potencjał termodynamiczny reakcji ∆G o
Substancje gazowe A, B, C, D tworzą mieszaninę. MoŜliwa jest miedzy nimi reakcja chemiczna.
∆G = c ∗ G C + d ∗ G D − a ∗ G A − b ∗ G B
p
p
G A = G o + RT ln A mnoŜę stronami przez (-a) otrzymuję: − aG A = −aG o − aRT ln A
A
A
p0
p0
p
p
mnoŜę stronami przez (-b) otrzymuję: − bG B = − bG 0 − bRT ln B
G B = G o + RT ln B
B
B
p0
p0
p
p
G C = G o + RT ln C mnoŜę stronami przez (+c) otrzymuję: + cG C = cG o + cRT ln C
C
C
p0
p0
p
p
G D = G o + RT ln D mnoŜę stronami przez (+d) otrzymuję: + dG D = dG o + dRT ln D
D
D
p0
p0
Po dodaniu tych 4 równań stronami otrzymuję:
aA + bB ⇔ cC + dD
c
cG C + dG D − aG A −
bG B = cG o
C
+
c
dG o
D
− aG o
A
−
bG o
B
d
p
p
p
+ RT ln C + RT ln D − RT ln A
p
p
p
0
0
0
a
p
− RT ln B
p
0
b
d
pc p D
∗
p p
0 0 gdzie
o
∆G = ∆G + RT ln
a
b
pA pB
∗
p p
0 0
pA, pB, pC, pD- ciśnienia cząstkowe reagentów w pewnej mieszaninie, p0 - ciśnienie standardowe równe 105Pa
Analogiczne równania gdy przyjmie się inny stan standardowy:
xc ∗ xd
D
∆G = ∆G ∗ + RT ln C
xa ∗ xb
A
B
stanem odniesienia czysta substancja A, B, C lub D
c
d
cc c D
∗
0 0
◊
∆G = ∆G + RT
(…)
….
cr
KC = ∏ i
0
i c
8. Wartość Kp jest ściśle przypisana równaniu reakcji chemicznej.
− ∆G 0
a
RT
1
− ∆G 0
a
1
3
1
wersja „b” reakcji NH 3 ⇔ N 2 + H 2 .............. ∆G 0 ..... ln K pb = 2
⇒ K pb = K pa
a
2
RT
2
2
+ ∆G 0
1
3
1
0
b
wersja „c” reakcji
N 2 + H 2 ⇔ NH 3 .............. − ∆G b ..... ln K pc =
⇒ K pc =
RT
K pb
2
2
wersja „a” reakcji
2 NH 3 ⇔ N 2 + 3H 2 ................. ∆G 0 ..... ln K…
… molowe składników mieszaniny w
stanie równowagi.
Przez pi oznaczone są pręŜności cząstkowe reagenta i-tego w mieszaninie równowagowej. Suma tych pręŜności
cząstkowych to ciśnienie całkowite p. Z definicji stałej równowagi:
x x
2− 2
∗
2
x2
x
−3
2 2 ∗ p
Kp =
=
=
= 2,376 ∗ 10 ⇒ x = 0,08883
2 p
2 2 − 2x
(1 − x ) o
4 ∗ (1 − x )
Mając x obliczam ułamki molowe reagentów – ostatnia…
… i fazy gazowej.
K ax = ∏ x iν i ∗∏ γ iν i
i
itd.
i
ν
pr i
i = K gdzie „i” jest indeksem tylko reagentów gazowych .
∏
p
i p0
Stała równowagi Kp zaleŜy tylko od temperatury, a nie zaleŜy od składu faz skondensowanych, byleby te
skondensowane reagenty były obecne.
15. Pojęcie liczby postępu reakcji.
∆n i
dn
a dla wielkości elementarnych „małych” dξ = i
∆ξ =
νi
νi
16. Pojęcie stopnia…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)