Влияние температуры на направление химических реакций

Для оценки влияния температуры, на возможность реализации той или иной реакции, необходимо знать характер изменения свободной энергии Гиббса от температуры, т.е. аналитический вид зависимости ∆G = f(T). Если пренебречь влиянием температуры на ∆H и ∆S и считать их постоянными, можно используя уравнение (14), рассчитать приблизительные значения энергии Гиббса при любой температуре. Для пояснения воспользуемся данными из предыдущего примера:

· подставив значения ∆H⁰ = 86 кДж/моль и ∆S⁰ = 88·10^-3 кДж/(моль·К) в уравнение (1) имеем:

∆G ≈ 86 - 88·10^-3·Т, (15)

· используя уравнение (15) рассчитаем значения ∆G при двух произвольно выбранных значениях температурах; так при Т = 0 К, ∆G = 86 кДж/моль, а при Т=1000 К, ∆G = -2 кДж/моль;

· построим по двум точкам график зависимости ∆G = f(T), которой соответствует прямая линия;

· определим по графику на оси температур ее значение, при котором ∆G⁰ = 0, т е. это точка пересечения прямой с осью температур Т = 980 К.

Их анализа представленной зависимости следует:

· в интервале температур от 0 до 980 К свободная энергия Гиббса принимает положительные значения (∆G⁰ > 0) и как следствие в этих температурных режимах реакция в прямом направлении самопроизвольно идти не может;

· при температурах свыше 980 К ∆G⁰ < 0, т.е. температура при которой наблюдается развитие реакции в прямом направлении составляет не менее 980 К.

Этот приближенный способ расчета свободной энергии Гиббса положен в основу определения условий смещения равновесия химических реакций и расчета соответствующих констант. В соответствии с уравнением Гиббса:

∆G = -RT lnК_p, (16)

где, R-универсальная газовая постоянная, 8.31 Дж/моль·К;

К_p - термодинамическая константа равновесия.

Зная аналитический вид зависимости ∆G = f(T), подставляя соответствующие значения ∆G в уравнение Гиббса, можно легко рассчитать константы равновесия при любой температуре.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: