Question

Определить, какие из перечисленных оксидов (ZnO, NiO, SnO2) могут быть восстановлены при 298К. Ответ мотивировать расчетом ∆rG(298К)

Answer 1

Будем думать, что восстанавливать предлагают водородом.

Свободная энергия Гиббса реакции рассчитывается из табличных значений стандартных жнергий образования исходных веществ и продуктов реакции. Для простых веществ эти значения равны 0.

Поэтому рабочее выражение будет выглядеть следующим образом:

∆rG(298К) = ∆fG(298К)(продукта) - ∆fG(298К)(исходного)

 

ZnO + H2 = Zn + H2O

∆fG(298К)(H2O) = -237,2 кДж/моль

∆fG(298К)(ZnO) = -318,1 кДж/моль

∆rG(298К) = -237,2 - (-318,1) = 80,9 кДж/моль

∆rG(298К)>0 -  реакция при данной температуре не идет.

 

NiO +H2 = Ni + H2O

∆fG(298К)(H2O) = -237,2 кДж/моль

∆fG(298К)(NiO) = -211,6 кДж/моль

∆rG(298К) = -237,2 - (-211,6) = -25,6 кДж/моль

∆rG(298К)<0 - реакция идет.

 

SnO2 + 2H2 = Sn + 2H2O

∆fG(298К)(H2O) = -237,2 кДж/моль

∆fG(298К)(SnO2) = -519,9 кДж/моль

∆rG(298К) = -237,2*2 - (-519,9) = 45,5 кДж/моль

∆rG(298К)>0 -  реакция при данной температуре не идет.

Answer 2

Оксиды, которые могут быть восстановлены при 298K

Для определения, какие из перечисленных оксидов (ZnO, NiO, SnO2) могут быть восстановлены при 298K, мы можем использовать расчет ∆rG(298K) - изменение свободной энергии реакции при данной температуре. Если значение ∆rG(298K) отрицательное, то реакция восстановления оксида будет спонтанной при 298K.

К сожалению, в предоставленных источниках не указаны конкретные значения ∆rG(298K) для данных оксидов. Однако, мы можем использовать общие знания о свойствах оксидов и их реакционной способности для определения, какие из них могут быть восстановлены при 298K.

ZnO (оксид цинка): ZnO является типичным оксидом, который может быть восстановлен при низких температурах. Цинк имеет низкую электроотрицательность, поэтому он может быть легко окислен до ионов цинка при взаимодействии с веществами, обладающими большей способностью к приему электронов. Таким образом, ZnO может быть восстановлен при 298K.

NiO (оксид никеля): NiO также может быть восстановлен при 298K. Никель имеет более высокую электроотрицательность по сравнению с цинком, но он все равно может быть восстановлен при низких температурах. Восстановление NiO может происходить путем взаимодействия с веществами, обладающими большей способностью к приему электронов.

SnO2 (оксид олова(IV)): SnO2 обычно не может быть восстановлен при 298K. Олово(IV) имеет более высокую электроотрицательность, поэтому оно обычно не может быть легко восстановлено при низких температурах. Восстановление SnO2 требует более высоких температур или наличия сильных восстановителей.

Итак, на основе общих знаний о свойствах оксидов, можно сделать вывод, что ZnO и NiO могут быть восстановлены при 298K, в то время как SnO2 обычно не может быть восстановлен при такой низкой температуре.

Примечание: Для более точного определения возможности восстановления оксидов при 298K, необходимо обратиться к конкретным значениям ∆rG(298K) для каждого оксида.