Виконання термодинамічного аналізу заданої реакції - Курсовая работа

В термодинаміці розглядаються взаємні перетворення теплоти і різних видів енергії. Вона являє собою дисципліну, або скоріше навіть метод, який широко використовується фізиками, хіміками, фізхіміками і дослідниками в інших галузях науки для встановлення внутрішнього звязку між різними явищами природи і узагальнення накопиченого експериментального матеріалу. Оскільки енергетичні перетворення супроводжують усі матеріальні зміни і енергія характеризує міру руху матерії, а рух є невідємна властивість матерії і основна форма її існування, то область застосування термодинаміки охоплює величезну кількість фізичних і хімічних явищ. Термодинаміка розглядає різні проблеми за допомогою математичного апарату і спирається при цьому на три похідні положення - основні начала (або закони) термодинаміки, які в свою чергу ґрунтуються на багаточисленних спостереженнях різних дослідників. Друге начало термодинаміки є законом про напрям процесу і дає можливість пророкувати, чи відбудеться при даних умовах процес в даному напрямку.Температурний інтервал: (298-2200) К Перетворення: 298 - 5 інтервалів: 298 К - початкова температураЗ основного закону термохімії - закону Гесса: "Тепловий ефект хімічної реакції не залежить від шляху процесу (проміжних стадій), а визначається тільки початковим і кінцевим станом системи (станом вихідних речовин і продуктів реакції)" випливають наслідки, в яких використовуються два різновиди теплових ефектів (ентальпій) - IMG_cf0832e8-ddfc-45bc-8838-d8e5d9a8d5a7 користуються при розрахунках теплових ефектів для реакцій за участю органічних речовин.Далі перераховують цю величину з температури 298 К на будь-яку іншу температуру. Перерахування теплового ефекту реакції з температури 298 К на будь-яку іншу температуру здійснюється за рівнянням Кірхгофу, яке в інтегральній формі має вид: IMG_c1f5610a-1ae9-476c-83d5-e24ada33021a , (3.1) де Теплоємність - це допоміжна термодинамічна властивість, що показує кількість теплоти, яку необхідно підвести до речовини, щоб її температура змінилась на DT градусів (звичайно на один градус). Тому що ентальпія залежить від температури за нелінійним законом, то й теплоємність залежить від температури. Залежність питомої ізобарної теплоємності реагуючих речовин для конденсованих фаз від температури виражається у вигляді емпіричного температурного ряду: IMG_d1b57bea-9f10-456e-bae1-e8ac84d29ec3 (3.3) де а, b, с - коефіцієнти, що характерні для даної речовини (знаходяться в довідкових таблицях).Після того, як на підставі постулату Планка були визначені абсолютні значення ентропій і складені зведення стандартних значень цієї величини для багатьох речовин, став можливим розрахунок IMG_c1685b94-988c-44a1-a381-24d4d4a4eab4 за стандартними теплотами (ентальпіями) утворення і стандартними ентропіями речовин, що приймають участь в реакції. ентальпія реакції при температурі Т між чистими речовинами (якщо речовини газоподібні, то додаткова умова полягає в рівності парціальних тисків 1 атм.); зміна ентропії в реакції при тих же умовах. На першому етапі визначають тепловий ефект(2.1) і зміну ентропії реакції в стандартних умовах: IMG_60095bcb-fa1a-4ba6-9f92-a1f46239a3cc (4.2)Термодинамічною характеристикою, що визначає ступінь повноти реакції, глибини перетворення вихідних речовин у продукти, є константа хімічної рівноваги. Хімічна реакція при постійних зовнішніх умовах стану системи (значеннях температури і тиску) завершується в результаті рівноважним станом. В рівновазі співвідношення між продуктами і вихідними речовинами стає сталою величиною, що і одержала назву константи рівноваги. На початку процесу співвідношення між реагентами могло бути будь-яким, але впродовж реакції воно також змінюється. Виключення з розглянутих правил становлять реакції між чистими конденсованими речовинами, які завершуються не рівноважним станом, а повним реагуванням, істотно, якщо до початку реакції речовини беруться в кількостях, що відповідають стехіометрії реагування.Загальні закономірності залежності рівноважного стану від зовнішніх умов існування відбиті в принципі Ле Шательє: якщо на систему, що перебуває в рівновазі, діяти зовнішніми факторами (змінити температуру, тиск або концентрацію), то в ній матиме місце зміщення рівноваги в такому напрямі, щоб ця зовнішня дія послабилась. Наприклад, підвищення температури переводе рівноважну систему в новий стан, в якому більшою буде частка речовин, що утворюється при ендотермічному напрямку реакції: IMG_60637e65-e6e1-4d38-a7c0-47cf03163059Вважаємо, що IMG_08a90fa8-8bcf-4412-ad90-0eee60ce8f7c і порівнюємо зі значеннями одержаними в пункті 3, визначаємо відносну похибку. 1) визначимо наближену зміну ентальпії: IMG_f2b8adf8-13f3-42e8-9a66-6ee4cc7f7065 Якщо відхилення відносної похибки становить до 5%, то користуються наближеним методом визначенняЗа допомогою розрахунків було встановлено, що дана реакція екзотермічна, тобто IMG_f42d2c31-86d4-4b49-bd62-316291eef288 , а також за рівнянням ізобари Вант-Гоффа було передбачена і оцінена залежність константи рі

Зміст

Реферат

Вступ

1. Аналіз вихідних даних

2. Визначення зміни ентальпії для стандартних умов

3. Перерахування стандартної ентальпії реакції на задану температуру Т=2200 К

4. Розрахунки термодинамічної ймовірності реакції

5. Розрахунки константи рівноваги

6. Термодинамічний аналіз реакції із застосуванням принципу Ле Шательє

7. Порівняння точного і наближеного методів визначення

IMG_c11ff249-458b-4f7e-a787-e744d99ac4c9

Висновки

Використані джерела