Условие протекания реакции замещения

Псих · Сообщение **Псих** » 10 июн 2011, 11:54

Как определить, в каком направлении будут протекать следующие реакции (можно объяснить на примере одной реакции), будут ли они вообще протекать, и какие для этого нужны условия (температура)?
$\[ \begin{gathered} 2Ga_2 O + Si \rightleftarrows SiO_2 + 4Ga \hfill \\ 2Ga_2 O_3 + 3Si \rightleftarrows 3SiO_2 + 4Ga \hfill \\ 2As_2 O_3 + 3Si \rightleftarrows 3SiO_2 + 4As \hfill \\ \end{gathered} \]$

Заранее благодарен за помощь.

artistoks · Сообщение **artistoks** » 10 июн 2011, 12:34

Рассчитать $\Delta G$ реакции при стандартных условиях, если $\Delta G < 0$ - реакция идет самопроизвольно.
$\Delta G = \Delta H - T \Delta S$

Псих · Сообщение **Псих** » 10 июн 2011, 12:49

$\Delta G = \Delta H - T \Delta S$
Как рассчитать $\Delta G$ для конкретной реакции? Вообще, в справочнике для конкретного соединения указываются все три величины, например, для $\[ Ga_2 O_3 \]$
$\Delta G$ = -998,2 кДж/моль
$\Delta H$ = -1089 кДж/моль

Если мы знаем $\Delta G$ для каждого вещества, то как определить $\Delta G$ реакции? Умножить на коэффициенты для соответствующих веществ?

artistoks · Сообщение **artistoks** » 10 июн 2011, 12:57

Если по энергиям Гиббса считаете, из суммы энергий продуктов вычитают сумму энергий исходных веществ, с учетом коэффициентов в реакции (домножая на соответствующий коэффициент) $\displaystyle \Delta H$ и $\displaystyle \Delta S$ рассчитываются так же

Псих · Сообщение **Псих** » 10 июн 2011, 13:28

Рассмотрим вторую реакцию, энергию Гиббса определим из справочника Рабиновича и Хавина:
$\[ \begin{gathered} \Delta G(Ga_2 O_3 ) = - 998,2 \hfill \\ \Delta G(SiO_2 ) = - 856,7 \hfill \\ \Delta G(Si) = 0 \hfill \\ \Delta G(Ga) = 0 \hfill \\ \end{gathered} \]$
Перед оксидом галлия коэффициент 2, перед оксидом кремния 3, таким образом слева $\[ \Delta G \]$ = -998,2 x 2 = - 1996,4 кДж/моль
Справа $\[ \Delta G \]$ = -856,7 x 3 = - 2570,1 кДж/моль

Таким образом в правой части уравнения $\[ \Delta G \]$ меньше чем в левой, значит реакция протекает слева направо.
Это правильно?
Если да, то как получить значение $\[ \Delta G \]$ для соединения, если его нет в справочнике (например, для $\[ Ga_2 O \]$ )?

artistoks · Сообщение **artistoks** » 10 июн 2011, 21:26

Псих писал(а):Source of the post
Это правильно?

Да.

как получить значение $\[ \Delta G \]$ для соединения, если его нет в справочнике (например, для $\[ Ga_2 O \]$ )?

Затрудняюсь, если вообще никаких данных по этому соединению нет в справочнике... Это учебная задача?

Псих · Сообщение **Псих** » 11 июн 2011, 07:20

Для $\[ Ga_2 O \]$ известна стандартная молярная энтальпия образования
$\[ \Delta H = - 356 \]$ кДж/моль

Нет, это не учебная задача, а практическая (известно, что если на поверхность арсенида галлия (на которой присутствует естественный окисел) напылить сверхтонкий слой алюминия, то он берёт на себя кислород, восстанавливая поверхность до чистого Ga и As. Соответственно возникает вопрос, будет ли происходить аналогичная реакция, в случае напыления кремния. Как следует из вышеприведённых уравнений, кремний аналогично алюминию будет восстанавливать оксиды мышьяка и галлия, однако пока остаётся открытым вопрос с оксидом галлия (I)).

artistoks · Сообщение **artistoks** » 11 июн 2011, 17:27

Если вы найдете стандартную энтропию образования $$Ga_2O$$

, то сможете рассчитать $\Delta G$ по формуле $\Delta G = \Delta H - T \Delta S$

Хотя, если, как вы говорите, Si восстанавливает оксид Ga(III) до Ga, то почему бы ему не восстановить оксид Ga(I), где Ga в менее окисленной форме ...

yourdomain.com