- •ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
- •«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
- •Введение
- •Обработка результатов физико-химических измерений
- •Погрешность измерений
- •Выражение результатов измерений и расчетов
- •Рис. 1. Пример построения графика и определения величины тангенса угла наклона прямолинейной зависимости.
- •Лабораторная работа № 1. Определение интегральной теплоты растворения соли и теплоты гидратообразования
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Рис. 2. Образец построения зависимости изменения температуры от времени.
- •Рис. 3. Пример графической обработки результатов эксперимента.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 2. Определение теплоты диссоциации слабого электролита
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 3 Определение изменения энтальпии реакции нейтрализации
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 4. Определение константы диссоциации слабого электролита
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка экспериментальных данных
- •Рис. 4. Экспериментальная кривая кондуктометрического титрования.
- •Рис. 5. Обработка экспериментальной кривой титрования и определение точки эквивалентности.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 5. Определение константы нестойкости
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 6. Кинетика окисления иодида калия персульфатом аммония
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 7. Исследование ионообменной адсорбции
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Обработка выходной кривой ионообменной адсорбции.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 8. Молекулярная адсорбция на активированном угле
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Изотерма удельной адсорбции.
- •Линейная форма уравнения адсорбции Фрейндлиха. lgK = 0,97; 1/n = 1,04.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 9. Определение порога коагуляции фотометрическим методом
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Экспериментальная зависимость оптической плотности золя от объёма элемтролита
- •Пример графической обработки экспериментальных данных
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Содержание
- •«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
- •Введение
- •1 Содержание разделов дисциплины
- •1.1 Общие сведения
- •1.2 Лекционный курс
- •Таблица 1 – Содержание лекционного курса
- •1.3 Лабораторный практикум
- •Таблица 2 - Общий план - график лабораторных работ и семинарских занятий
- •Таблица 3 – План-график лабораторных работ и семинарских занятий
- •Таблица 4 - Темы лабораторных работ
- •1.4 Семинарские занятия
- •Таблица 5 – Темы семинарских занятий
- •1.5 Домашние задания
- •Таблица 6 – Темы домашних заданий
- •2. Разминка
- •2.1 Краткие теоретические сведения
- •2.2 Примеры решения задач
- •2.3 Задачи для решения
- •3. Расчет термодинамических параметров химических реакций
- •3.1. Краткие теоретические сведения
- •3.2. Примеры решения задач
- •Пример 1. Вычислить тепловой эффект и изменение энергии Гиббса реакции
- •Пример 2. Вычислить изменение энергии Гиббса реакции
- •Пример3.Вычислитьизменение энергииГиббсапри 850 Kдля реакции
- •3.3. Задачи для решения
- •3.3.1. Вычислить тепловой эффект и изменение энергии Гиббса при 298 K для реакции в водном растворе
- •3.3.2. Вычислить энергию Гиббса реакции при заданной температуре
- •4. Расчет константы равновесия при заданной температуре
- •4.1. Краткие теоретические сведения
- •4.2. Примеры решения задач
- •4.2.1. Применение уравнения изобары
- •4.2.2. Метод Темкина-Шварцмана
- •Пример 5. Вычислить энергию Гиббса реакции 4NH3 (г)+ 5O2 (г) = 6H2O (г) + 4NO (г) при 850 K.
- •4.2.3. Метод приведенных энергий Гиббса
- •Пример 6. Вычислить энергию Гиббса реакции 4NH3 (г)+ 5O2 (г) = 6H2O (г) + 4NO (г) при 850 K.
- •4.3. Задачи для решения
- •5. Расчет состава равновесной газовой смеси
- •5.1. Краткие теоретические сведения
- •5.2. Примеры решения задач
- •Пример 7. Определить степень диссоциации иодоводорода на водород и иод
- •Пример 8. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся при протекании реакции
- •5.3. Задачи для решения
- •5.3.1. Задачи на расчет степени превращения вещества
- •5.3.2. Задачи на расчет равновесного состава газовой смеси
- •6. Двухкомпонентные диаграммы состояния жидкость-твердое
- •6.1. Краткие теоретические сведения
- •6.1.1. Общая информация
- •6.1.2. Порядок рассмотрения диаграммы
- •6.1.3. Типовые диаграммы состояния
- •Рис. 16. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с одной точкой эвтектики.
- •Рис. 17. Диаграмма с полиморфным превращением компонента В
- •Рис. 18. Диаграмма с ограниченной растворимостью жидкостей
- •Рис. 19. Диаграммы состояния с твердыми растворами замещения.
- •Рис. 20. Диаграммы с твердыми растворами внедрения.
- •Рис. 21. Диаграмма с химическим соединением постоянного состава, которое плавится без разложения (конгруэнтно).
- •Рис. 22. Диаграмма с дальтонидом, который плавится без разложения
- •Рис. 23. Химическое соединение постоянного состава, которое плавится с разложением.
- •Рис. 24. Химическое соединение переменного состава, которое плавится с разложением.Обозначается на диаграммах как область состава δ, ограниченная линией перитектики.
- •2.7.2. Примеры решения задач
- •Пример 11.Прочесть диаграмму состояния системы «медь – магний».
- •Рис. 16. Диаграмма состояния медь-магний.
- •Рис. 17. Решение примера 1.
- •2.7.3. Задачи для решения
- •2.8. Трехкомпонентные диаграммы состояния жидкость-твердое
- •2.8.1. Краткие теоретические сведения
- •2.8.1.1. Общие сведения
- •Рис. 18. Определение состава системы по треугольнику Розебома.
- •Рис. 19. Применение правила рычага.
- •2.8.1.2. Порядок рассмотрения трехкомпонентной диаграммы состояния конденсированной системы
- •2.8.1.3. Некоторые типовые диаграммы состояния
- •Рис. 19. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одной тройной точкой эвтектики (а) и развертка к ней (б).
- •Рис. 21. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одним двойным химическим соединением, плавящимся без разложения (а) и развертка по линии АС (б).
- •Рис. 22. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одним двойным химическим соединением, плавящимся с разложением
- •Рис. 23. Трехкомпонентная система содним тройным соединением, плавящимся без разложения.
- •2.8.2. Примеры решения задач
- •Пример 12.Прочесть диаграмму состояния системы.
- •Рис. 24. Трехкомпонентная диаграмма состояния
- •Рис. 25. Диаграмма состояния с обозначенными полями и значимыми точками.
- •Рис. 26. Развертки к сторонам диаграммы: сторонаАС (а) сторонаАВ (б) и сторонаВС (в).
- •Рис. 27. Направления падения температуры.
- •Рис. 28. Пути кристаллизации фигуративной точки, пояснения к заполнению таблицы и кривая охлаждения.
- •2.8.3. Задачи для решения
- •Содержание
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
4. Пользуясь законом Гесса, найти изменение коэффициентов теплоемкости в ходе процесса:
|
|
r |
a [6a(H |
2 |
O |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
(6 30,00 4 |
|||||||
r |
b [6b(H |
2 |
O |
( g ) |
) |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
[(6 10,71 4 3,85) |
( g ) |
) 4a(NO |
( g ) |
)] [4a(NH |
3( g ) |
) 5a(O |
2( g ) |
)] |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
29,58) (4 29,80 5 31,46) 21,82 Дж |
моль |
1 |
K |
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||
4b(NO |
( g ) |
)] [4b(NH |
3( g ) |
) 5b(O |
2( g ) |
)] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(4 25,48 5 3,39)]10 |
3 |
39,21 10 |
3 |
Дж моль |
1 |
K |
1 |
. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
c |
o |
[6c (H |
O |
|
) 4c (NO |
|
)] [4c (NH |
|
) 5c (O |
|
)] |
|
( g ) |
( g ) |
3( g ) |
2( g ) |
||||||||
r |
298 |
2 |
|
|
|
|
|
([6 0,33 4( 0,59)] [4( 1,67) 5( 3,77)]) 105 25,15 105 Дж моль 1 K 1.
5.В таблице 45 краткого справочника физико-химических величиннаходят значения интегралов М0, М1 и М‒2 при температуре 800 K и 900 K. Величины для 850 Kнаходят как среднее арифметическое для значений температуры 800 и 900K.
T, K |
M0 |
M1∙10‒3 |
M2∙10‒6 |
M‒2∙105 |
800 |
0,3597 |
0,1574 |
0,0733 |
0,2213 |
|
|
|
|
|
900 |
0,4361 |
0,2012 |
0,1004 |
0,2521 |
|
|
|
|
|
850 |
0,3979 |
0,1793 |
|
0,2376 |
|
|
|
|
|
6. Подставить данные в расчетную формулу:
|
|
|
|
|
|
|
G |
0 |
|
H |
0 |
T |
S |
0 |
|
T ( |
aM |
|
|
bM |
|
|
c M |
2 |
) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
298 |
298 |
0 |
1 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
r |
T |
|
r |
|
|
r |
|
|
r |
|
|
|
r |
|
|
r |
|
|
||||||||
|
G |
0 |
|
H |
0 |
850 |
|
S |
0 |
850 ( |
aM |
|
|
bM |
|
|
c M |
2 |
) |
|
|
|
|||||||||||
|
298 |
298 |
0 |
1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
r |
850 |
r |
|
|
|
r |
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
r |
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
:
902060 850 179,04 850 (21,82 0,3979 ( 39,21 10 3 ) 0,1793 103 25,15 105 0,2376 10 5 )
902060 152184 850 (8,68 7,03 5,98)
902060 152184 850 7,63 902060 152184 6486
1060730 Дж / моль 1060,73 кДж / моль
7. Вычислить константу равновесия по формуле:
|
r GT0 |
RT |
|
K e |
|
; |
K |
|
850
|
|
G0 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
r 850 |
|
1060,73 10 |
150 |
|
65 |
|||
|
850R |
|
|
|
||||||
e |
|
|
|
|
|
|
1,5 10 |
|||
|
|
exp |
|
|
|
e |
|
|||
|
|
|
|
|
8,314 850 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.2.3. МЕТОД ПРИВЕДЕННЫХ ЭНЕРГИЙ ГИББСА
Пример 6. Вычислить энергию Гиббса реакции 4NH3 (г)+ 5O2 (г) = 6H2O (г) + 4NO (г) при 850 K.
Решение. Для вычисления константы равновесия методом приведенных энергий Гиббса следует воспользоваться данными таблицы 50краткого справочника физико-химических величин.
Данная таблица содержит данные по приведенным энергиям Гиббса (ФТ) и изменениям энтальпии образования при 0 K, которые необходимы для данного расчета.
Значения приведенных энергий Гиббса рассчитаны для определенных температур. Для температуры 850 K берется среднее арифметическое между данными для температуры 800 и 900 K.
таблица справочных данных, необходимых для расчета:
Компонент |
NH3 (г) |
O2 (г) |
H2O (г) |
NO (г) |
||
|
f |
H o , кДж/моль |
‒39,22 |
0 |
‒238,91 |
90,15 |
|
0 |
|
|
|
|
|
Go H o |
|
Ф |
T 0 |
, Дж/моль∙K |
|
||
Т |
T |
|
|
||
800 K |
194,46 205,16 188,84 210,07 |
14