Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

В. А. Миронова - Методические указания к выполнению лабораторных работ

.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
06.03.2016
Размер:
2.18 Mб
Скачать

Приложение 5

Термодинамические свойства некоторых простых веществ и химических соединений при стандартных условиях

Вещество

Состоян

H0298

S0298,

Вещество

Состоя

H0298

S0298,

 

ие

кДж/моль

Дж/моль К

 

ние

кДж/моль

Дж/моль К

 

 

 

 

 

 

Al

К

0

28,32

HI

Г

25,94

206,3

Al2O3

К

-1675

50,94

H2S

Г

-20,9

205,7

AlCl3

К

-697,4

167,2

I2

Г

62,25

260,58

Br2

Ж

0

152,3

KCl

К

-435

82,5

C

Графит

0

5,74

KClO3

К

-391,2

143

C

Алмаз

1,897

2,38

Mg

К

0

32,55

CO

Г

-110,5

197,4

MgO

К

-601,24

26,94

CO2

Г

-393,5

213,6

MgCl2

К

-641,83

89,54

CH4

Г

-74,85

186,2

MgCO3

К

-1113

65,7

C2H2

Г

226,75

200,8

Mn

К

0

31,7

C2H4

Г

52,3

219,4

MnO

К

-384,93

60,25

C2H6

Г

-84,68

229,5

MnCl2

К

-482

117

CaO

К

-635,5

39,75

N2

Г

0

191,5

Ca(OH)2

К

-986,6

83,4

NO

Г

90,37

210,62

CaCO3

К

-1207,1

92,88

NO2

Г

33,89

240,45

Cl2

Г

0

223

N2O4

Г

9,37

304,3

Cu

К

0

33,3

NaCl

К

-410

72,2

CuCl

К

-134,5

91,5

NaHCO3

К

-947,7

102,1

F2

Г

0

202,7

Na2CO3

К

-1130,9

136

Fe

К

0

27,55

O2

Г

0

205,03

FeO

К

-263,68

58,19

O3

Г

142,3

237,6

Fe2O3

К

-821,32

89,96

Pb

К

0

64,81

Fe3O4

К

-1117,7

146,4

PbO

К

-219,3

66,1

Fe(OH)2

К

-561,7

88

PbSO4

К

-920,6

148,6

Fe(OH)3

К

-826,6

105

SO2

Г

-296,9

248,8

H2

Г

0

130,6

SO3

Г

-395,3

256,2

H2O

Г

-241,84

188,74

Ti

К

0

30,3

H2O

Ж

-285,84

69,96

TiCl4

Ж

-800

252

H2O

К

-291,85

39,33

Zn

К

0

41,6

H2O2

Г

-136,1

232,9

ZnCl2

К

-415

108

HCl

Г

-92,3

186,7

ZnO

К

-384

43,94

HF

Г

-268,81

173,81

 

 

 

 

Условные обозначения: к – кристаллическое, г – газообразное, ж - жидкое

71

 

 

 

Приложение 6

Энтальпии растворения некоторых солей при 20оС

 

 

 

 

 

Вещество

Hраств. ,

Вещество

 

Hраств. ,

 

кДж/моль

 

 

кДж/моль

Na2CO3(т)

-23,31

Na2CO3 • 10H2O(т)

 

+67,35

Na2SO4(т)

-2,30

Na2SO4 • 10H2O(т)

 

+78,54

CaCl2(т)

-75,32

CaCl2 • 6H2O(т)

 

+19,09

CuSO4(т)

-66,53

CuSO4 • 5H2O(т)

 

+11,93

ZnSO4(т)

-77,16

ZnSO4 • 7H2O(т)

 

+17,84

Na2HPO4(т)

-23,61

Na2HPO4 • 12H2O(т)

 

+95,58

Примечание: Значения энтальпий растворения относятся к растворению 1 моля вещества в 400 (в некоторых случаях и большем числе) молей воды. При дальнейшем разбавлении растворов значения энтальпий растворения практически существенно не изменяются.

72

Приложение 7

Порядок выполнения расчетной работы: «Определение термодинамических функций химической реакции»

1. Записать уравнение химической реакции и условия задания в соответствии с номером варианта (прил. 1).

аА + вВ ↔ сС + dD

Температура:_______

Масса (или объем):_______

2. Выписать значения Н0обр. и S0. для исходных реагентов и продуктов реакции (прил. 2):

Вещество

Н0обр, кДж/моль

S0, Дж/моль·K

A

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

3. Применив следствие закона Гесса, рассчитать стандартное изменение энтальпии реакции

H 0 х.р (c H 0C d H 0 D ) (a H 0 A b H 0 B ).

4. Вычислить изменение энтропии реакции в стандартных условиях:

S 0 х.р (c S 0C d S 0 D ) (a S 0 A b S 0 B ).

5. Пользуясь соотношением GT Hх.р T Sх.р , вычислить изменение потенциала Гиббса при стандартной температуре 298 К.

6. Вычислить GТ при заданной температуре, полагая, что Н0 и S0 не зависят от температуры

GT Hх.р T Sх.р

7. Используя полученные значения G0298 и GT , рассчитать константу

химического равновесия (Kр) при 298 К и заданной температуре из уравнения:

GT 2,303 R T lg Кp

8. Определить температуру, при которой наступает состояние химического равновесия при GT = 0.

При химическом равновесии GT = 0, следовательно, | H 0 | = |T S 0 |.

Таким образом, T H .

p S

73

9. Рассчитать количество теплоты, поглощенной или выделенной в ходе

реакции на заданный объем (массу или количество) вещества:

H Qn ν ,

где Q – тепловой эффект реакции; n – стехиометрический коэффициент

(заданного вещества); ν – количество вещества, ν Mm , здесь m – заданная масса вещества, М – молярная масса вещества

или

ν V ,

Vm

где V – заданный объем газообразного вещества; Vm – молярный объем газа

(22,4 моль/л).

10. Сделать вывод, является ли рассматриваемая реакция самопроизвольной в прямом направлении. Проанализируйте влияние величины Hреак. , ΔSреак и изменения температуры на величину GT .

74

Приложение 8

Стандартные электродные потенциалы некоторых окислительно-восстановительных систем

Окисленная

Восстановленная

Уравнение реакции

Е . В

Форма

Форма

 

 

SO32 -

S(тв)

SO32 - + 4e- + 3H2O S + 6OH-

-0,90

SO42 -

SO32 -

SO42 - +2e- +H2O SO32 - +2OH-

-0,90

NO3-

NO2(г)

NO3- + e-+H2O NO2 + 2OH-

-0,85

2H2O

H2 + 2OH-

2H2O +2e- H2 +2OH-

-0,83

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Fe(OH)3 + e- Fe(OH)2 + OH-

0,56

S

S2 -

S +2e- S2 -

-0,48

NO2-

NH3

NO2- +6e- + 6H2O NH4OH +7OH-

-0,16

NO3-

NO

NO3- + 3e- +2H2O NO + 4OH-

-0,14

CrO42 -

Cr(OH)3

CrO42 - +2e- +4H2O Cr(OH)2 +5OH-

-0,12

2H+

H2

2H+ +2e- H2

0,00

NO3-

NO2-

NO3- +2e- +H2O NO2- +2OH-

+0,01

S(n)

H2S

S +2e- + 2H+ H2S

+0,14

Sn4 +

Sn2 +

Sn4 ++ 2e- Sn2 +

+0,15

Co(OH)3

Co(OH)2

Co(OH)3 +e- Co(OH)2 +OH-

+0,20

SO42 -

SO32 -

SO42 - +2e-+ 4H+ H2SO32 - + H2O

+0,20

Ni(OH)3

Ni(OH)2

Ni(OH)3 +e- Ni(OH)2 +2OH-

+0,51

ClO4-

Cl-

ClO4- + 8e- +4H2O Cl- + 8OH-

+0,51

I2

2I-

I2 + 2e- 2I-

+0,53

MnO4-

MnO42 -

MnO4- + e- MnO42 -

+0,54

MnO4-

MnO2(тв)

MnO4- +3e- +2H2O MnO2 + 4OH-

+0,57

MnO42 -

MnO2(тв)

MnO42 -+ 2e- +2H2O MnO2 +4OH-

+0,58

PbO2

Pb(тв)

PbO2 +4e- +4H+ Pb +2H2O

+0,68

O2

H2O2

O2 +2e-+2H= H2O2

+0,68

Fe3 +

Fe2 +

Fe3 + + e- Fe2 +

+0,77

NO3-

NO2(г)

NO3- + e- +H+ NO2 +H2O

+0,81

Br2((ж)

2Br-

Br2 + 2e- 2Br-

+1,07

O2 +4H+

2H2O

O2 + 4H+ + 4e- 2H2O

+1,23

MnO2(тв)

Mn2 +

MnO2 + 2e- + 4H+ Mn2 + +2H2O

+1,28

ClO4-

Cl-

ClO4- +2e- + 8H+ Cl- + 4H2O

+1,34

75

Окисленная

Восстановленная

Уравнение реакции

Е . В

Форма

Форма

 

 

Cl2(г)

2Cl-

Cl2 + 2e- 2Cl-

+1,36

Cr2O72 -

2Cr3 +

Cr2O72 - +6e- +14H+ 2Cr3 + + 7H2O

+1,36

ClO3-

Cl-

ClO3- + 6e- +6H+ Cl- + H2O

+1,45

PbO2(тв)

Pb2 +

PbO2 + 2e- +4H+ Pb2 + +2H2O

+1,46

HClO

Cl-

HClO +2e- +H+ Cl- +H2O

1,50

MnO4-

Mn2 +

MnO4- + 5e- +8H+ MnO + 4H2O

+1,52

MnO4-

MnO2(тв)

MnO4- + 3e- + 4H+ MnO2 + 2H2O

+1,67

H2O2

H2O

H2O2 + 2e- + 2H+ 2H2O

+1,77

S2O82 -

SO42 -

S2O82 - +2e- 2SO42 -

+2,05

O3(г)

O2(г)

O3 +2e- +2H- O2 +H2O

+2,85

F2(г)

2F-

F2 + 2e- 2F-

+2,85

Обозначение: г- газ, ж – жидкость, тв – твердое вещество.

76

Приложение 9 Ряд стандартных электродных потенциалов металлов.

Электродный

Е , В

Электродный

Е , В

Электродный

Е , В

процесс

 

процесс

 

процесс

 

 

 

 

 

 

Li =Li= + e-

-3,045

Mn = Mn2 + +2e-

-1,179

H2 = 2H+ +2e-

0,000

K = K+ + e-

-2,924

V = V2 + + 2e-

-1,175

Ge = Ge2+ +2e-

+0,050

Cs = Cs+ + e-

-2,923

Zn = Zn2 + + 2e-

-0,763

Sb = Sb3 ++ 3e-

+0,150

Ba = Ba2 + + 2e-

-2,905

Cr = Cr3 + + 3e-

-0,744

Bi = Bi3 + + 3e-

+0,215

Sr = Sr2 + + 2e-

-2,888

Fe = Fe2 + + 2e-

-0,440

Cu = Cu2 ++2e-

+0,337

Ca = Ca2 + +2e-

-2,866

Cd = Cd2 + +2e-

-0,403

Ru = Ru2 + +2e-

+0,450

Na = Na+ +e-

-2,714

Co = Co2 + + 2e-

-0,277

Ag = Ag+ +e-

+0,799

Mg = Mg2 + + 2e-

-2,363

Ni = Ni2 + +2e-

-0,250

Hg = Hg2++ 2e-

+0,850

Sc = Sc3 + + 3e-

-2,077

Mo = Mo3 + + 3e-

-0,200

Os = Os2 ++2e-

+0,850

Be = Be2 ++ 2e-

-1,847

Sn = Sn2 + 2e-

-0,136

Pb=Pb2 ++2e-

+0,987

Al = Al3 + + 3e-

-1,663

Pb = Pb2 + + 2e-

-0,126

Pt = Pt2 + +2e-

+1,188

Ti = Ti2 + + 2e-

-1,603

W = W3 + + 3e-

-0.050

Au = Au3 + +3e-

+1,498

77

Приложение 10

78