Question

Рассчитать энергию Гиббса и определить возможность восстановления титана из его оксида двумя способами: 1) пользуясь стандартными значениями энергии Гиббса; 2) пользуясь стандартными значениями теплот образования и энтропии. TiO2 (к) + 2Ca (к)  Ti (к) + 2CaО (к) Н TiО2 (к) = -1070 кДж/ моль; Н СаО (к) = -636 кДж/ моль; S СаО (к) = 39,8 Дж/ моль К; S Ti (к) = 30,7 Дж/ моль К; S Са (к) = 41,8 Дж/ моль К; S Ti О2 (к) = 50,3 Дж/ моль K; G СаО (к) = -603 кДж/ моль; G Ti О2 (к) = -890 кДж/ моль.

Answer 1

Ответ:

В книжці сторінка 122 є повна відповідь

Объяснение:

Answer 2

Для определения возможности восстановления титана из его оксида (TiO2) мы можем использовать изменение энергии Гиббса (ΔG) на двух различных способах. Давайте рассмотрим оба способа:

1. Используя стандартные значения энергии Гиббса: Исходное уравнение реакции: TiO2 (к) + 2Ca (к) → Ti (к) + 2CaО (к)

ΔG (TiO2) = -890 кДж/моль (стандартная энергия Гиббса для оксида титана) ΔG (CaO) = -603 кДж/моль (стандартная энергия Гиббса для оксида кальция)

ΔG реакции = Σ(продукты) - Σ(реактивы) ΔG реакции = [ΔG (Ti) + 2ΔG (CaO)] - ΔG (TiO2) ΔG реакции = [0 (титан считается стандартным состоянием) + 2*(-603 кДж/моль)] - (-890 кДж/моль) ΔG реакции = -1206 кДж/моль + 890 кДж/моль ΔG реакции = -316 кДж/моль

Если ΔG реакции отрицательное, то реакция термодинамически возможна. В данном случае, реакция восстановления титана из его оксида возможна при использовании стандартных значений энергии Гиббса.

2. Используя стандартные значения теплот образования и энтропии: ΔH (TiO2) = -1070 кДж/моль (теплота образования оксида титана) ΔH (CaO) = -636 кДж/моль (теплота образования оксида кальция) ΔS (CaO) = 2 * 41,8 Дж/моль K (из-за коэффициента перед CaO в уравнении) ΔS (TiO2) = 2 * 50,3 Дж/моль K (из-за коэффициента перед TiO2 в уравнении) ΔS (Ti) = 2 * 30,7 Дж/моль K (из-за коэффициента перед Ti в уравнении)

ΔG (реакции) = ΔH (реакции) - T * ΔS (реакции)

ΔH (реакции) = Σ(продукты) - Σ(реактивы) ΔH (реакции) = [0 (титан считается стандартным состоянием) + 2ΔH (CaO)] - ΔH (TiO2) ΔH (реакции) = [2*(-636 кДж/моль)] - (-1070 кДж/моль) ΔH (реакции) = -1272 кДж/моль + 1070 кДж/моль ΔH (реакции) = -202 кДж/моль

Подставляем значения: ΔG (реакции) = -202 кДж/моль - T * [2 * (41,8 Дж/моль K + 50,3 Дж/моль K - 30,7 Дж/моль K)]

Зная, что при термодинамическом равновесии ΔG реакции = 0, можем рассчитать температуру (T), при которой это условие выполняется.

0 = -202 кДж/моль - T * [2 * (41,8 Дж/моль K + 50,3 Дж/моль K - 30,7 Дж/моль K)]

Отсюда: T = (-202 кДж/моль) / [2 * (41,8 Дж/моль K + 50,3 Дж/моль K - 30,7 Дж/моль K)]

Теперь, чтобы определить, возможно ли восстановление при данной температуре, нужно сравнить полученное значение температуры с физической реальностью.

Обратите внимание, что в обоих методах были использованы стандартные условия, и результаты могут измениться в зависимости от конкретных условий эксперимента (температура, давление и т. д.).