Ответы - final (943730), страница 24

Файл №943730 Ответы - final (Ответы на экзамен 1) 24 страницаОтветы - final (943730) страница 242013-09-12СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 24)

39. Коррозионная устойчивость ме­таллов. Применение уравнения изотермы Вант-Гоффа для оценки окисляемости металлов.

В химических реакциях, идущих при постоянном давлении, од­новременно изменяются и энтальпия и энтропия, а процесс протека­ет в направлении, при котором уменьшается общая движущая сила реакции.

Движущая сила называется свободной энергией или изобарным потенциалом (∆G). По международному соглашению 1961 г. изо­барный потенциал назван «свободной энергией Гиббса». Его раз­мерность— Дж/моль. Изобарный потенциал является свойством ве­щества, выражающим одновременно как его энтальпию (энергию), так и присущую ему энтропию (степень беспорядка).

Основное уравнение термодинамики, связывающее эти величи­ны, имеет вид:

∆G = ∆H - Т∆S. (2.7)

Пусть в системе протекает обратимая химическая реакция, записанная в обоб­щенной форме

закон действия масс

(3.4)

Величина Кp(Т), зависящая только от температуры и нечувствительная к суммар­ному давлению Р и исходному составу системы, называется константой химического равновесия. В левой части формулы (3.4) стоит произведение равновесных парциаль­ных давлений для конечных участников реакции, взятых в степенях, равных их стехио-метрическим коэффициентам, деленное на аналогичное произведение для начальных реагентов.

При этом их парциальные давления РН и РК соответствуют реальной неравновесной ситуации. Чтобы отличить эти давления от парциальных давлений в условиях химического равновесия, обозначим последние как Полагая при равновесии ∆G = 0:

Изобарный потенциал связан с константой равновесия простым со­отношением:

∆Gот = ─RTlnKp(T). (2.8) Kp(T)=K


где по закону действия масс (3.4) (с обозначением равновесных давлений в виде Р,)


(3.22)

Выражение (3.21) дает важное для термодинамических расчетов соотношение между стандартным изобарным потенциалом ∆G° и константой химического равнове­сия КР(Т).

Подстановка (3.21) в (3.19) приводит изобарный потенциал химической реакции в неравновесных условиях, когда к форме



(3.23)

называемой уравнением изотермы Вант-Гоффа.

Расчет констант химического равновесия. В основе расчета константы равно­весия Кp(Т) для любой реакции, записанной в обобщенной форме (3.1), лежит соотношение (3.21), выражающее Кp через ∆G°т " как

(П.7)

Стандартный изобарный потенциал реакции ∆G°т в этой формуле выражается че­рез тепловой эффект ∆H°т и энтропию ∆°S реакции в стандартных условиях с помо­щью известного соотношения (3.35):

Таким образом, расчет зависимости Кp (Т) сводится к вычислению стандартных величин ∆H°т и ∆G°т для конкретной химической реакции при температуре T . Исходными для расчета служат выражения

полученные из формул (1.24), (3.36) и (3.37), где ∆H°298 и ∆S°298 — стандартный тепло­вой эффект и стандартная энтропия реакции при T = 298 К, ∆Cp(T) — изменение изо­барной теплоемкости за один пробег реакции слева направо при температуре Т.

Величины ∆H°298, ∆S°298 и ∆Cp вычисляют на основе таблиц стандартных тер­модинамических величин

Итак: ∆G° Т = ─RTlnKp(T). (2.8) (в равновесии)

Рассмотрим реакцию окисления металла:

Me + О2 ↔ МеО2 Kр=1/ P/o2 (опустим (Т) : Кр(Т)=Кр)

В газовой атмосфере, содержащей кислород, уравнение для изобарно-изотермического потенциала (3.23) будет иметь вид:

∆G = -RT ln(K)+ RT ln 1/PО2. (2.9)

Выражая изменение энергии Гиббса через величины равновесно-

го и парциального давлений кислорода, получим


У равнение позволяет оценить возможность протекания процесса окисления. Если то процесс окисления возможен, так как в этих условиях ∆G < 0. Если, то окисление невозможно,

ибо при этом ∆G > 0.

Этот принцип используют для предотвращения газовой корозии в ряде технологических операций, например, в металлургии. Снижая парциальное давление в газовой среде, предохраняют металл от окисления при высоких температурах.

Стремление металлов перейти из металлического в ионное со­стояние характеризуется величиной уменьшения свободной энер­гии (∆G°) и составляет сущность процессов химической коррозии.


Рис. 3.1. Влияние температуры на ∆G° образования некоторых оксидов металла:

1— Аи2О3; 2 — Ag20; 3 — PtO; 4 — CuO; 5 — PbO; 6 — NiO; 7 — FeO; 8 — Fe2O3;9 — Cr203; 10 —TiO22;11— A12O3; 12 —MgO

вые металлы (К, Са, Na, Mg).Реакция ионизации этих металлов со­провождается убылью свободной энергии и вероятность перехода их в окисленное состояние тем больше, чем значительнее уменьше­ние ∆G°. Эти металлы в природе встречаются в виде руд и солей.

В конце таблицы находятся наиболее коррозионноустойчивые ме­таллы (Pd, Ir, Pt, Аи). Положительное значение изменения свободной энергии системы указывает на невозможность самопроизвольного протекания реакций ионизации. В природных условиях золото, пла­тина, иридий и палладий являются термодинамически устойчивыми. Они, как правило, встречаются в самородном состоянии.

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
6,79 Mb
Высшее учебное заведение

Список файлов ответов (шпаргалок)

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее