6. Расчет изменения энергии Гиббса
Изменение энергии Гиббса реакции (1). Расчет представим таблицей 5 и графиком (рисунок 4). Обратим внимание на то, что не претерпевает разрыва при температуре фазового превращения в отличие от функций и . Это верно и следует из уравнения (10), записанного для температуры фазового перехода:
(10)
Таблица5-Расчетные значения реакции(III)
T, K |
||||
300 |
134454 |
181,222 |
54366,465 |
80087 |
325 |
135124 |
183,369 |
59594,962 |
75529 |
350 |
135804 |
185,385 |
64884,657 |
70920 |
364 |
136190 |
186,465 |
67873,406 |
68317 |
364 |
105590 |
102,391 |
37270,383 |
68320 |
375 |
105442 |
101,989 |
38245,743 |
67196 |
400 |
105096 |
101,097 |
40438,811 |
64657 |
425 |
104744 |
100,244 |
42603,501 |
62141 |
450 |
104389 |
99,432 |
44744,560 |
59645 |
Для анализа полученной зависимости нужно воспользоваться следующим дифференциальным уравнением:
(11)
В нашем расчете изменение энтропии реакции (1) во всем расчетном интервале температур меньше нуля. Следовательно, производная уравнения (11) положительна, что делает возрастающей функцией при росте температуры. Рисунок 4 это иллюстрирует.
Рисунок 4 - Зависимость изменения энергии Гиббса реакции (III) от температуры
7. Расчет константы равновесия
Константа равновесия реакции (III) определяется из уравнения (4). Расчет представим таблицей 6 и графиком (рисунок5).
Таблица 6–Расчетные значения реакции (III)
T, K |
K(T) |
||
300 |
80087 |
-32,109 |
|
325 |
75529 |
-27,953 |
|
350 |
70920 |
-24,372 |
|
364 |
68317 |
-22,574 |
|
375 |
67196 |
-21,553 |
|
400 |
64657 |
-19,442 |
|
425 |
62141 |
-17,586 |
|
450 |
59645 |
-15,942 |
Рисунок 5 – Зависимость реакции (III) от температуры
На рисунке 5 изображена логарифмическая зависимость константы равновесия реакции (III) по двум причинам: во-первых, этот график более нагляден; во-вторых, температурная зависимость константы равновесия реакции(III) – логарифмическая и описывается уравнением Вант-Гоффа:
(12)
Анализируя уравнение (12) применительно к реакции (1), подтверждаем результаты нашего расчета: константа равновесия должна быть возрастающей функцией при увеличении температуры, так как .