14.09.2008, 16:57
общий
это ответ
Здравствуйте, Козырев Сергей Андреевич!
Итак, ответ следующий.
1) [$916$]H1000 = [$916$]H1000(H2O) + [$916$]H1000(COS) - [$916$]H1000(CO2) - [$916$]H1000(H2S)
Это формула для расчета [$916$]H1000 реакции. Из справочных данных, любезно предоставленных Вами в личке, берем значения [$916$]H298[$186$]. Чтобы узнать значения [$916$]H1000, нужно знать значения теплоемкостей - тогда мы сможем посчитать более менее точно. Итак...
Разность [$916$]H1000 - [$916$]H298[$186$] равняется интегралу теплоемкости по температуре с пределами от 298 до 1000 градусов. [$916$]H1000 - [$916$]H298[$186$] = [$8747$]Сp(T)dT. Берем Cp как функцию температуры из справочника. Можно взять для каждого вещества и посчитать отдельно, но энтальпия - функция аддитивная, поскольку является интегралом. Поэтому можно сложить энтальпии всех веществ с присущими им знаками, получить стандартную энтальпию реакции, потом сложить все теплоемкости, так же соблюдая знаки, а потом проинтегрировать. Что для одного вещества, что для целой реакции - один черт.
Итак, попробуем:
[$916$]H298[$186$] = [$916$]H298[$186$](H2O) + [$916$]H298[$186$](COS) - [$916$]H298[$186$](H2S) - [$916$]H298[$186$](CO2) = - 241.82 - 137.2 - (-20.15) - (-393.51) = 34.64 кДж.
Получаем стандартную энтальпию равной 34.64 кДж. Обратите внимание, что воду я взял, как газ, - при 1000 К она газом будет 100%. Так же, на всякий случай предупреждаю, что значения я выписал в одном и том же порядке(т. е. сначала смотрим формулу, а потом в том же порядке - значения).
Теперь посчитаем суммарную функцию теплоемкости:
Cp = (30.0 + 0.01071 T + 33000 T-2) + (48.12 + 0.00845 T - 820000T-2) - (29.37 + 0.01540 T) -(44.14 + 0.00904 T - 853000 T-2) = 4.61 - 0.00528 T + 66000 T-2
А теперь поинтегрируем:
[$916$]H1000[$186$] = [$916$]H298[$186$] + [$8747$]CpdT = 34640 + 4.61(1000 - 298) - 0.00528 (10002/2 - 2982/2) + 66000 (- 1/1000 + 1/298) = 34640 + 3236 - 2405 + 155 = 35626 Дж = 35.63 кДж.
Итак, мы нашли сразу ответы для пунктов 1 и 4. Теперь, таким же образом найдем ответы к пунктам 2 и 5.
Энтропия реакции рассчитывается точно таким же принципом, как и энтальпия. Складываем:
[$916$]S298[$186$] = S298[$186$](COS) + S298[$186$](H2O) - S298[$186$](H2S) - S298[$186$](CO2) = 231.5 + 188.74 - 205.64 - 213.6 = 1.0 Дж/(моль*К)
[$916$]S1000 есть интеграл от теплоемкости, деленной на T, по dT, плюс стандартная энтропия. Пределы интегрирования те же. При этом я считаю, что давление в системе постоянное, иначе надо использовать изохорическую теплоемкость, значений которой я не отыскал.
Итак, подставляем под интеграл выражение теплоемкости, найденное нами выше...
[$916$]S1000 = [$916$]S298[$186$] + [$8747$](4.61/T - 0.00528 + 66000/T3)dT = 1.0 + 4.61(ln 1000 - ln 298) - 0.00528(1000 - 298) - 1/2 * 66000 * (1/1000000 - 1/88804) = 1.0 + 5.53 - 3.7 + 0.34 = 3.17 Дж/(моль*К).
А теперь найдем пункты 3 и 6.
3) [$916$]G298[$186$] = [$916$]H298[$186$] - T[$916$]S298[$186$] = 34640 - 298 * 1.0 = 34342 Дж = 34.34 кДж.
6) [$916$]G1000 = 35630 - 1000 * 3.17 = 32460 Дж = 32.46 кДж.
Последние пункты.
7) При 298 направление реакции обратное, так как [$916$]H298[$186$] положительна. Так как [$916$]G298[$186$] тоже положительна, то реакция не может проходить самопроизвольно, в отличие от обратной реакции.
При 1000 направление реакции тоже обратное, по тем же причинам. С самопроизвольностью протекания реакции точно такая же беда, как и при 298.
8) [$916$]GT и Kp, T связаны следующим образом:
[$916$]GT = - RT * ln Kp, T
При 298:
Kp, T = exp (- [$916$]GT / (RT)) = exp (34340 / (8.31 * 298)) = exp (- 13.87) = 9.5 * 10-7.
При 1000:
Kp, T = exp (- [$916$]GT / (RT)) = exp (32460 / (8.31 * 1000)) = exp (- 3.9) = 0.02
Как видно из роста Kp, равновесие потихоньку смещается в сторону прямой реакции.
Фуууу....... Неужели я закончил писать этот ответ!.....
С уважением, Товарищ Бородин