Термодинамическое исследование химических превращений на уровне базисных реакций

Твёрдая фаза - Т

  -  

Газовая фаза – Г

 -

 

                                                         

2. Балансовые  уравнения для парциальных давлений фазовых компонентов в газовой  фазе:

3. Балансовые  уравнения для мольных долей  фазовых компонентов в твёрдых  фазах:

 

• для твёрдой  фазы Т:

 

 

4. Определение функциональных зависимостей стандартных  мольных термодинамических характеристик  базисных реакций от температуры ([] K, шаг 200 K)

1. Зависимости стандартных мольных изобарных  теплоёмкостей базисных реакций  от температуры (в аналитической и графической формах)

 
 

Расчёт сумм типа , , :

Расчёты для r = 1:

= -16,86-44,14+2·28,41= - 4,2

 

=

Расчёты для r = 2:

  -16,86-30+28,41+27,28=8,83

   
 

Вид базисной реакции  r	,	,	,
r = 1	-4,2	-0,00561	1616000
r = 2	8,83	-0,00812	825000

 
 

Табличная форма:

Т, К			298	498	698	898	1098	1300
,	Вид базисной реакции  r	r = 1	12,32438	-0,478068	-4,799748	-7,23394	-9,020116	-10,53794
		r = 2	15,6547	8,096512	4,846932	2,55628	0,594849	-1,240789

 

•   для r = 1:

0,00561498 + 1616000= -0,478068 ;

• для r = 2

 8,83 + (-0,00812)498 + 825000= 8,096512 ;

Графическая форма: 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.1. Зависимость стандартных мольных изобарных теплоёмкостей базисных реакций от температуры

2. Зависимости стандартных мольных энтропий базисных реакций от температуры (в аналитической и графической формах)

 
 
 

Расчёт  суммы типа : 

Вид базисной реакции  r	,
r = 1	175,7
r = 2	133,61

 
 

Табличная форма:

Т, К			298	498	698	898	1098	1300
,	Вид базисной реакции  r	r = 1	175,7	178,261524	177,32136	175,79726	174,16288	172,50696
		r = 2	133,61	139,4842	142,2072	142,5913	142,9115	143,4006

 
 
 
 

Пример расчётов для T = 498 К:

• для r = 1:

175,7 + (- 4,2) - 0,00561(498 298)

  1616000( = 175,7 ;

• для r = 2:

 133, 61 + 8,83 - 0,00812(498298) –

825000= 139, 4842; 
 

Графическая форма: 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 2 Зависимости стандартных мольных энтропий базисных реакций от температуры

3. Зависимости стандартных мольных энтальпий базисных реакций от температуры (в аналитической и графической формах)

 
 
 

Расчёт  суммы типа :

Вид базисной реакции  r	,
r = 1	172450
r = 2	-131280

 
 
 
 
 

Табличная форма:

Т, К			298	498	698	898	1098	1300
,	Вид базисной реакции  r	r = 1	172450	167067,524	165572,648	165152,372	163825,696	161977,826
		r = 2	131280	128294,648	131142,004	132296,354	132783,606	132806,846

 
 

Пример расчётов для T = 498 К:

• для r = 1:

  - 4,2 (498298) + (-0,00561)( –

                     1616000= 167067, 524  ; 

• для r = 2:

  131280 + 8,83 (498298) + (-0,00812) ( –

825000= 128294, 648 ; 

Графическая форма: 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 3 Зависимости стандартных мольных энтальпий базисных реакций от температуры

4. Зависимости стандартных мольных гиббсовских энергий базисных реакций от температуры (в аналитической и графической формах)

 
 
 
 
 
 
 

Табличная форма:

Т, К			298	498	698	898	1098	1300
,	Вид базисной реакции  r	r = 1	120091,4	74323,924	41816,6	7373,772	-27336,104	-62272,174
		r = 2	91464,22	58833,56	31886,411	4241,539	-24120,6	-53613,2

 

Пример расчётов для T = 498 К:

• для r = 1:

498= 74323,924

• для r = 2:

 -134265,3 498 (-127,7328) = 58833,56

Графическая форма: 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.4 Зависимости стандартных мольных гиббсовских энергий базисных реакций от температуры

5. Зависимости стандартных сродств базисных реакций от температуры (в аналитической и графической формах)

 
 

Табличная форма:

Т, К			298	498	698	898	1098	1300
,	Вид базисной реакции  r	r = 1	-120091,4	-74323,924	-41816,6	-7373,772	27336,104	62272,174
		r = 2	-91464,22	-58833,56	-31886,411	-4241,539	24120,6	53613,2

 

Пример расчётов для T = 498 К:

• для r = 1:

  -74323,924

• для r = 2:

  

Графическая форма: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 5 Зависимости стандартных сродств базисных реакций от температуры

5. Определение направлений базисных реакций в  начальном состоянии при заданной температуре 

1. Расчёт  стандартных сродств базисных реакций  при .

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

• для r = 1:

+(- 0,00561) · (900 298)

  ( =;

  -4,2 (900298) + (-0,00561)( –

                     1616000= 165152,372

 165152,372 - 900·175,7 = 7373,772

  ;

• для r = 2:

 133,61 + 8,83 +(- 0,00812) (900 298) –

                       825000= 139,4842 ;

 131280 + 8,83 (900298) + (- 0,00812) ( –

825000= 132296,354;

 132296,354 900 -139, 4842 = 4241,539 ;

 

2. Расчёт  миксовых сродств базисных реакций  в начальном состоянии системы  при 

=

                            приближение к идеальному

                                раствору ( для всех k)

=

В начальном  состоянии:   ;

= = ;

=

• для реакции r = 1:

(900) =

                       =