CAPITOLUL 9. Exemple de calcule termodinamice în metalurgie
§ 9.2. Evaluarea posibilității termodinamice a reacției
Pentru condițiile tipice de reacție chimică (T = const, P = const), posibilitatea termodinamică a reacției este determinată de semnul modificării valorii energiei Gibbs În timpul reacției. Reacția survine dacă G <0 .
Folosind datele din cărțile de referință privind proprietățile termodinamice ale substanțelor, este ușor să se calculeze variația standard a acestei funcții G 0 Când se acceptă condiția inițială că toate presiunile inițiale sunt de 1 atm. În principiu, această caracteristică poate fi utilizată pentru a estima probabilitatea termodinamică a reacției. Cu toate acestea, o astfel de estimare ar trebui abordată cu prudență, deoarece presiunile inițiale în sistemele reale sunt rareori egale cu 1 atm.
O caracteristică absolut fiabilă a posibilității reacției în condiții inițiale arbitrare este adevărata schimbare a energiei Gibbs # 916; G. asociate cu o schimbare standard Izotermă a reacției chimice.
unde Kp este constanta vitezei de reacție și presiunile parțiale p'i se referă la produsele de reacție și pi la reactanți.
Prin urmare, în cazul general, semnul G poate să nu se potrivească cu semnul G 0, care este doar un criteriu aproximativ pentru posibilitatea unei reacții.
Valori pozitive G 0 nu indică imposibilitatea unei reacții, ci numai asupra unui randament mic sau foarte mic al produselor în condiții standard. Prezența celui de-al doilea termen pe partea dreaptă a ecuației izotermice indică faptul că un randament semnificativ de produse poate fi obținut chiar și cu valori pozitive G 0 datorită creării în sistem a unei anumite relații între presiunile participanților la reacție.
Deci, ar trebui să facem o distincție clară între variația standard a energiei Gibbs a reacției G 0 și valoarea sa reală # 916; G. corespunzând presiunilor specifice ale participanților la reacție.
Analiza ecuației izotermice a reacției chimice arată că semnul # 916; G 0 va coincide cu semnul G în două cazuri:
1) presiunile parțiale ale participanților la reacție diferă foarte puțin de valoarea standard (101325 Pa);
2) G 0 este absolută în valoare absolută (> 40 kJ).
Posibilitatea termodinamică a procesului de reacție trebuie să se distingă de posibilitatea practică a acesteia, prin care reacția are loc într-o rată considerabilă. Prezența dificultăților cinetice poate deveni un obstacol în calea reacției la o rată necesară. Astfel, posibilitatea termodinamică a unei reacții înseamnă doar fezabilitatea principală a reacției, posibilitatea fluxului său spontan în condițiile în cauză, dar nu garantează rata finală de conversie a substanțelor care reacționează în produse.
Exemple de evaluare a posibilității termodinamice a reacției:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: