Министерство образования и науки Российской Федерации

ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова»

Кафедра химической технологии неметаллических материалов и физической химии

Расчетно-графическое задание № 1

По дисциплине «Физическая химия»

Раздел «Термодинамика»

Вариант 4-11

Выполнила

Студент гр. МФБ-11 В.Д.Куликов

Проверила

доцент, канд. техн. наук С.В.Юдина

Магнитогорск

2012

1. Формулировка задания

Для реакции, протекающей по схеме аА + bB = cC + dD, где А,В,С.D- вещества-участники реакции (А – Nb₂O_5(ТВ); В - CO_(Г); С NbO_(ТВ); D – CO_{2 (Г)}); a,b,c,d – стехиометрические коэффициенты (Вариант 6-18):

1. Составить уравнение зависимости от температуры величины теплового эффекта ∆H°_т = ƒ(T) и изменения энтропии ∆S°_т = ƒ(T).

2. Вычислить величины ∆H°_т , ∆S°_т , ∆G°_т , lnK_p при нескольких температурах, значения которых задаются температурным интервалом и шагом температур. Полученные значения свести в таблицу и построить графики в координатах: ∆H°_т – Т, ∆S°_т – Т, ∆G°_т – Т, lnK_p – 1/T.

3. Пользуясь графиком lnK_p – 1/T, вывести приближенное уравнение вида lnK_p=A/T+B, где А и В – постоянные.

4. Используя правило фаз Гиббса, для рассматриваемой системы определить количество фаз, независимых компонентов и число степеней свободы.

5. Определить возможное направление протекания исследуемой реакции и равновесный состав газовой фазы при заданном давлении и температуре. При решении из задачи использовать выведенное в первой части эмпирическое уравнение lnK_p=A/T+B и данные об исходном составе газовой фазы.

6. Установить направление смещения равновесия в рассматриваемой системе при :

а) увеличении давления (при постоянной температуре);

б) увеличение температуры (при постоянном давлении).

2. Исходные данные:

1. Реакция: Nb₂O_{5 (ТВ)} + 3CО _(Г) = 2NbO _(ТВ) + 3СO_{2 (Г)}

2. Интервал температур: 650-950 К

3. Шаг в градусах: 50 К

4. Фактический состав смеси: CО_(Г)-25%, СО_{2 (Г)}-75%

5. Общее давление Р_общ =202,6 кПа

6. Температура для исследования: 990 К

3. Расчетная часть

Nb₂O_{5 (ТВ)} + 3CО _(Г) = 2NbO _(ТВ) + 3СO_{2 (Г)}

Для удобства последующих расчетов приведём таблицу исходных справочных данных:

Таблица 1

Исходные данные для термодинамического исследования реакции:

Nb₂O_{5 (ТВ)} + CО _(Г) = NbO _(ТВ) + СO_{2 (Г)}

N0_ п\п	Вещество	ΔH0298, кДж/моль	S0298, Дж/моль*К	Коэффициенты в уравнение a+bT+c’T-2, Дж/моль*К
				а	b*103	c’*10-5
1	Nb2O5 (ТВ)	-1905,80	137,8	91,61	118,10	0
2	CО (Г)	-110,50	197,40	28,41	4,10	-0,46
3	NbO (ТВ)	-406,50	50,00	40,20	18,40	0
4	СO2 (Г)	-393,50	213,60	44,14	9,04	-8,53