Пример 4. Реакция восстановления Fe2O3 водородом протекает по уравнению:

Реакция восстановления Fe₂O₃ водородом протекает по уравнению:

Fe₂O₃(кр.) + 3H₂(г.) = 2Fe(кр.) + 3H₂O(г.); H = +96,61 кДж.

Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии S = 0,1387 кДж / (моль· К)? При какой температуре начнется восстановление Fe₂O₃?

Решение. Вычисляем G^o реакции:

G = H – T S = 96,61 – 298 · 0,1387 = + 55,28 кДж.

Так как G > 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; наоборот, при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия). Найдем температуру, при которой G = 0:

H = T S; T = = =696,5 К.

Следовательно, при температуре 696,5 К начнется реакция восстановления Fe₂O₃. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.

Пример.5. Вычислите H^o, S^o, и G^o_Т реакции протекающей по уравнению

Fe₂O₃(кр.) + 3С(кр.) = 2Fe(кр.) + 3СO(г.);

Возможна ли реация восстановления Fe₂O₃(кр.) углеродом при температурах 500 и 1000 К?

Решение. H^o_х.р. и S^o_х.р находим из соотношений (1) и (2) так же, как в примере 3:

H^o_х.р. = [3(-110,52) + 2·0]-[-822,10 + 3·0] = -331,56 + 822,10 = +490,54

кДж;

S^o_х.р = (2· 27,2 + 3·197,91) – (89,96 + 3· 5,69) = 541,1 Дж/К.

Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения

G^o_Т = =H^o – T S^o:

G^o₅₀₀ = 490,54 - 500· = +219,99 кДж;

G^o₁₀₀₀ = 490,54 - 1000· = -50,56 кДж;

Так как G^o₅₀₀ > 0, а G^o₁₀₀₀ < 0, то восстановление Fe₂O₃ углеродом возможно при 1000 К и невозможно при 500 К.

Date: 2015-07-25; view: 5015; Нарушение авторских прав