Question

Будет ли оксид марганца (7) термодинамически устойчив к разложению по реакции Mn2O7(k)=2Mn2(k) + 3/2O2(г) ΔG°298=-388 Дж? Способствует ли повышение температуры протеканию этого процесса?

Answer 1

Ответ:

При окислении на воздухе пассивируется. Порошкообразный марганец сгорает в кислороде:

Марганец при нагревании разлагает воду, вытесняя водород:

При этом слой образующегося гидроксида марганца замедляет реакцию.

Марганец поглощает водород, с повышением температуры его растворимость в марганце увеличивается. При температуре выше 1200 °C взаимодействует с азотом, образуя различные по составу нитриды.

Answer 2

Для определения термодинамической устойчивости оксида марганца (VII) (Mn2O7) по реакции разложения, мы должны рассмотреть знак изменения свободной энергии Gibbs (ΔG).

Из условия дано, что ΔG°298 = -388 Дж. Отрицательное значение ΔG°298 указывает на то, что реакция разложения экзотермическая и спонтанная при стандартных условиях (температура 298 К и давление 1 атмосфера).

Температура оказывает влияние на протекание реакции. Мы можем использовать уравнение Гиббса-Гельмгольца: ΔG = ΔH - TΔS,

где ΔH - изменение энтальпии системы, ΔS - изменение энтропии системы, T - абсолютная температура.

Если изменение энтропии системы ΔS положительно, то при повышении температуры (T) реакция будет более благоприятна. В этом случае повышение температуры будет способствовать разложению оксида марганца (VII).

Однако, без информации об изменении энтропии (ΔS), мы не можем однозначно сказать, будет ли повышение температуры способствовать протеканию процесса разложения. Таким образом, нам нужны дополнительные данные для полной оценки влияния температуры на этот процесс.