Решение. H⁰_xp и S⁰_xp находим из соотношений (1) и (2) (см. разделы «Энергетика химических процессов. Термохимические расчеты» и «Химическое сродство»):

∆Н⁰x.p.= [3(-110,52)+2 • 0] – [- 822,10 + 3 • 0] = -331,56+822,10 = +490,54 кДж

∆S⁰x.p.=(2 • 27,2+3 • 197,91) – (89,96+3 • 5,69) = 541,1 Дж/(моль • К)

Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения

541,1

∆G₅₀₀ = 490,54 – 500 = 219,99 кДж

1000

541,1

∆G₁₀₀₀ = 490,54 – 1000 = 50,56 кДж

1000

Так как G₅₀₀>0, a G₁₀₀₀<0, то восстановление Fе₂О₃ возможно при 1000 К и невозможно при 500 К.

Глава 6. Химическая кинетика и равновесие

Кинетика — учение о скорости различных процессов, в том числе химических реакций. Критерием принципиальной осуществимости реакций является неравенство G_p.T.<0. Но это неравенство не является полной гарантией фактического течения процесса в данных условиях, не является достаточным для оценки кинетических возможностей реакции. Так, ∆G⁰₂₉₈ H₂O (u) = - 228,59 кДж/моль, a ∆G⁰₂₉₈ АlI₃(к) = -313,8 кДж/моль и, следовательно, при T = 298 К и р= 1,013^.10⁵ Па возможны реакции, идущие по уравнениям:

Н₂(г) + ¹/₂О₂(г) = Н₂О(г)

2А1(к) + 3I₂(к) = 2A1I₃(к)

Однако эти реакции при стандартных условиях идут только в присутствии катализатора (платина для первой и вода для второй). Катализатор как бы снимает кинетический «тормоз» и проявляется термодинамическая природа вещества.

6.1. Понятие о скорости химических реакций. Скоростью химической реакции называется число элементарных актов реакции, происходящих в единицу времени в единице объема (в случае гомогенных реакций) или на единице поверхности раздела фаз (в случае гетерогенной реакции). Скорость реакции обычно характеризуются изменением концентрации какого-либо из исходных или конечных продуктов реакции в единицу времени и чаще всего выражают в моль/л · с.

Предыдущая Следующая