Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
58
1.Termodynamikachemiczna
1.5.Statykachemiczna
Zadanie1.5.1.StandardowepowinowactwochemiczneAopewnejreakcjiprzebie-
gającejwfaziegazowej(gazdoskonały)wtemp.500Kipodstałymciśnieniem,której
równaniestechiometrycznezapiszemysymbolicznie
1
2A2+1
2B
21AB
wynosi4184J·mol11.Wyjściowamieszaninareakcyjnaskładasięz1/2molaA
2
i1/2molaB
2podciśnieniem17013·105Pawtemp.500K.Obliczyćpowinowactwo
układudlakolejnychstadiówreakcji,dlaktórychliczbypostępuξwynoszą0,0;0,2;0,4;
0,6;0,8i1,0.
Obliczyć,jakbędziezmieniaćsięentalpiaswobodnategoukładuwkolejnychsta-
diachreakcji.Otrzymanewynikizilustrowaćodpowiednimiwykresamiizinterpretować.
Rozwiązanie.Zgodniez[A1],p.1.5.5powinowactworeakcjibędziemyobliczać,po-
sługującsięwzorem
A11Σ
viµi11Σ
viµ
e
i(T7p)1RTΣ
vilnxi1A
e(T7p)1RTΣ
vilnxi
i
i
i
i
(1.110)
Womawianymprzypadkup1po,wobectegozamiastAemożnawewzorze
(1.110)podstawićAo.Obliczeniaprzeprowadzimydlaliczbpostępureakcjirównych
kolejno0;0,2;0,4;0,578;0,6;0,8i1,zestawiającwynikiwtabeli,napodstawiektórej
sporządzimywykresA(ξ).Ilościsubstancjiiułamkimoloweposzczególnychskładni-
kówreagującejmieszaninyzgodniezdefinicjąliczbypostępureakcjidni1vidξmożna
obliczyćwprostysposób.
Jeżelinapoczątkureakcjimamyn07imoliposzczególnychreagentów,aξjestrówne
zeru,towdowolnymmomenciereakcji
ni1n07i+vi∆ξ1n07i+viξ
Wnaszymprzypadkuprzedzapoczątkowaniemreakcjimamy0,5molaA2i0,5mola
B
2,wobectegowkażdymstadiumprocesu
nA
21nB
2
10751075ξ1075(11ξ)
i
nAB1ξ
Ułamkimolowereagentówxisąturównecodowartościliczbowychilościom
substancjiposzczególnychskładników,gdyżΣni11wkażdymmomenciereakcji
(Σvi10).
Zauważmy,żedlaξ10iξ11obliczeniatracąsens;wpierwszymprzypadku
ułamekmolowyproduktu,występującypodlogarytmem,równasięzeru,wdrugim—
ułamkimoloweobusubstratów,równieżwystępującepodlogarytmem,sąrównezeru.
Zrównania,zktóregoobliczamypowinowactwo,wynikajednak,żedlaξ→0A→fl,
dlaξ→1A→1fl.Wartościpowinowactwadlaróżnychξprzedstawionowtab.1.1.
WykresA(ξ)pokazanonarys.1.10.
