165725 (624866), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Σ n_i [H_i⁰(T)- H_i⁰(0)+∆_f H_i⁰(0)]=2*[H_Mg⁰(2000)- H_Mg⁰(0)+ ∆_f H_Mg⁰(0)]+ [H_CO2⁰(2000)- H_CO2⁰(0)+ ∆_f H_CO2⁰(0)]- 2*[H_MgO⁰(2000)- H_MgO⁰(0)+ ∆_f H_MgO⁰(0)]- [H_C⁰(2000)- H_C⁰(0)+ ∆_f H_C⁰(0)]= 2*68,200+100,825-393,142-2*(91,426-597,319)-36,703=819,166 кДж/моль

lnK_p=

=27.65-49.29=-21.63

2) С помощью приведенной энергии Гиббса:

, где (6)

- приведенная энергия Гиббса; - стандартная теплота образования индивидуального вещества при Т=0 К.

Σ n_i Ф_i⁰ (T)= 2*Ф_Mg⁰(2000)+ Ф_CO2⁰(2000)- 2*Ф_MgO⁰(2000)- Ф_C⁰(2000)= 2*65.703+258.781-2*73.314-22.540=221.019 Дж/мольК

Σ n_i∆_f H_i⁰(0)= 2*∆_f H_Mg⁰(0)+ ∆_f H_CO2⁰(0)- 2*∆_f H_MgO⁰(0)- ∆_f H_C⁰(0)=

0-393.142+2*597.319-0=801,496 кДж/моль

lnK_p= =26.6-48.3=-21.63

Аналогично рассчитывается константа равновесия химической реакции и для всех остальных температур из интервала 1400 -2400K; все необходимые данные находятся в таблицах приложений. Полученные результаты для всего интервала температур приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Расчет ln K_p двумя способами в интервале температур 1400-2400K

Используя полученный график (рисунок 4) и формулу:

(7)

рассчитаем среднее значение теплового эффекта реакции:

Вывод: Данная реакция является эндотермической, так как с ростом температуры увеличивается константа равновесия и равновесие смещается в сторону прямой реакции.

Вывод основан на принципе Ле – Шателье, который гласит: если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне и тем изменить условия, определяющие положение равновесия, то в системе усиливается то из направлений процесса, течение которого ослабляет влияние этого воздействия, в результате чего положение равновесия сместится в этом же направлении. [4]

2.ПОСТРОЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ ДВУХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ La—Sb

2.1 Построение и исследование диаграммы состояния La—Sb в атомных и массовых долях.

2.1.1 Данная диаграмма, изображённая на рисунке 5, является двухкомпонентной системой с полной растворимостью в жидком состоянии, с отсутствием растворимости в твердом состоянии, с образованием одного устойчивого химического соединения конгруэнтного плавления и образованием трех неустойчивых химических соединении инконгруэнтного плавления, с вырожденной эвтектикой.

Фазовый состав:

I (L): жидкий расплав;

II (L + S_La): жидкий расплав + кристаллы твердого р-ра на основе компонента La;

III (L + S_La2Sb): жидкий расплав + кристаллы твердого р-ра на основе компонента La₂Sb;

IV (S_La + S_La2Sb): кристаллы твердого р-ра на основе компонента La + неустойчивое химическое соединение La₂Sb ;

V (L+S_La3Sb2): жидкий расплав + устойчивое химическое соединение La₃Sb₂;

VI (L+S_La2Sb3): жидкий расплав + устойчивое химическое соединение La₃Sb₂;

VII (S_La2Sb + S_La3Sb2): неустойчивое химическое соединение LaSb₃+ устойчивое химическое соединение La₂Sb₃;

VIII (S_La3Sb2 + S_LaSb): неустойчивое химическое соединение LaSb+ устойчивое химическое соединение La₃Sb₂;

IX (L+ S_LaSb): жидкий расплав + неустойчивое химическое соединение LaSb;

X (S_LaSb + S_LaSb2): неустойчивое химическое соединение LaSb+ неустойчивое химическое соединение LaSb₂;

XI (L+ S_LaSb2): жидкий расплав + неустойчивое химическое соединение LaSb₂;

XII (S_LaSb2 + S_Sb): кристаллы твердого р-ра на основе компонента Sb + неустойчивое химическое соединение LaSb₂.

Точкa эвтектики:

E₁: L_E1 ↔ S_La + S_La2Sb С=0 Ф=3

Переведём в массовые доли точки, соответствующие следующим атомным долям cурьмы: A=0,5 ат.д.; B=0,6 ат.д; C=0,74. Для этого воспользуемся следующеё формулой:

Проведём пересчёт для каждой из точек:

A:

B:

C:

2.1.2 На данной диаграмме имеется четыре химических соединения, которые условно обозначили следующим образом: La_xSb_{y ,} La_zSb_{w ,} La_aSb_{b ,} La_cSb_{d .} Индексы при химических элементах соответствуют количеству атомов. А количество атомов, в свою очередь, находится из отношения атомных долей этих элементов. Ниже приведены расчёты этих индексов:

x:y=атомная доля(La):атомная доля(Sb).

La_xSb_y

x:y=0.33:0.67

x:y=1:2

Отсюда следует, что химическая формула данного химического соединения LaSb_2.

Аналогично, находим индексы для химического соединения La_zSb_w:

z:w=0.6:0.4

z:w=3:2

Следовательно, химическая формула данного соединения – La₃Sb₂.

Для химического соединение La_aSb_b

a:b=0.5:0.5

a:b=1:1

Данная формула выглядит следующим образом: LaSb

Химическое соединение La_cSb_d

c:d=0.33:0.67

c:d=1:2

Получили химическое соединение, в котором содержание меди и лантана находится в равных пропорциях – LaSb₂.

Скомпонуем полученные результаты: La₂Sb, La₃Sb₂, LaSb_, LaSb_2.

2.1.3 Температура начала кристаллизации расплава системы La—Sb, содержащей 0,6 ат.д. Sb, равна 1475С, температура конца кристаллизации равна 1110С.

2.1.4 Первые выпавшие кристаллы из расплава, содержащего 0,6 ат. д. Sb находятся в виде неустойчивого химического соединения LaSb. Составу последней капли этого расплава соответствует точка перитектики Р₃, содержащая 0,74 ат.д. Sb.

2.1.5 Воспользовавшись данными, полученными в пункте 2.1.1, определим по правилу рычага для системы La - Sb, содержащей 0,6 ат.д. Sb при температуре 1200⁰C и при массе сплава 50г массы равновесных фаз:

m_S=m_L

m_S=m_L m_S=29,2г

m_S+m_L =50г m_L =20,8г

2.1.6 Число степеней свободы находится по правилу фаз Гиббса: С=К-Ф+1, где С - степень свободы, которая характеризует число независимых параметров, которые можно свободно изменять; Ф - число фаз системы; К - число компонентов системы.

Отсюда следует, что система, у которой:

состав 40 ат. д. Sb, температура 1690⁰С, имеет: К=2, Ф=3, С=2-3+1=0;

состав 20 ат. д.Sb, температура 800⁰С, имеет: К=2, Ф=2, С=2-2+1=1;

состав 80 ат. д. Sb, температура 1400⁰C, имеет: К=2, Ф=1, С=2-1+1=2.

2.1.7. При температуре, выше 1475⁰C, состав системы La-Sb находится в виде расплава, Ф=1, С=2. При охлаждении до температуры 1475⁰C расплав становится насыщенным неустойчивым химическим соединением LaSb, и начинается его кристаллизация. Система становится двухфазной, С=1. При дальнейшем охлаждении до температуры 1110⁰C растет масса кристаллов химического соединения LaSb, состав расплава изменяется по кривой MP₃, в нем увеличивается содержание сурьмы. Температуре 1110⁰C соответствует точка перитектики P_3, отвечающая составу его последних капель, здесь происходит перитектическое превращение: . Кристаллизация расплава заканчивается при температуре 1110⁰C. При температуре ниже 1110⁰C происходит охлаждение механической смеси твердых химических соединений LaSb и LaSb₂, Ф=1, С=2.

Приложение А

Зависимость теплоемкости Н₂ от температуры

Приложение Б

Значение термодинамических функций для Mg.

Приложение В

Значение термодинамических функций для MgO.

Приложение Г

Значение термодинамических функций для CO₂

Приложение Д

Значение термодинамических функций для C_.

Список литературы.

1. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т.1-4 книга вторая. Таблицы термодинамических свойств: Справочное издание / Под ред. В.П. Глушкова. – М.: Наука 1979.

2. Методические указания для выполнения курсовой работы по дисциплинам «Физическая химия» и «Химия». /ВГТУ; Сост. В.В. Корнеева, А.А Щетинин, Ю.П. Хухрянский, А.Н. Корнеева, 2002. 24 с.

3. Реми Г.Курс неорганической химии. 11-е издание, выполненное кандидатом химических наук А.И.Григорьевым .Т.1-4-М.:Мир,1972.

4. Коровин Н.В., Общая химия. – М.: Высшая школа, 2007.

5. Интернет. Сайт http://him.1september.ru.

6. Некрасов Б. Водород, Курс общей химии, 14 изд., М., 1962;

Характеристики

Список файлов курсовой работы