Задача на термодинамику

Petrushka · Сообщение **Petrushka** » 17 сен 2010, 07:47

Уважаемые знатоки!
я решила задачу. но есть смутные сомнения. Прошу меня поправить, если необходимо.

ЗАДАЧА: Для какой из двух реакций самопроизвольное протекание возможно при высоких температурах?
2H2 S(Г)+ SO2(Г) =3S(TB) + 2H2O(Г) ∆H0>0 ∆S0>0
FeO(TB) +CO(Г) =Fe(TB) +CO2(Г) ∆H0>0 ∆S0<0OTBET Для реакции H0>0 и S0>0 самопроизвольному протеканию реакции способствует энтропийный фактор, отрицательное значение изменения энергии Гиббса возможно при соотношении T S0> H0 т.e. при достаточно высоких температурах. Этому выводу соответствует первая реакция.

artistoks · Сообщение **artistoks** » 17 сен 2010, 13:00

Рассуждения вроде бы верные, но у меня тоже возникли сомнения.
Мне кажется, что там в условии ошибка, так как вторая реакция - это доменное получение железа в промышленности (при высокой температуре, вестимо ) восстановлением его оксидов (углеродом или CO), a, если верить условию задачи, эта реакция вообще невозможна.

У меня нет справочника, но вот что нашлось в интернете

Стандартные энтальпии (кДж) и энтропии (Дж) образования веществ в первой реакции:
H2O H: -241.84; S: 188.74
H2S H: -20.15; S: 205.64
SO2 H: -296.9; S: 248.1
S(ромб) H: 0; S: 31.88

B первой реакции получилась dH0 = -146.48 кДж; dS0 = -186,26 Дж,
то есть dH<0, dS<0 , в условии же дано ровно наоборот!!
To есть, dG= -90,97 кДж <0 при 298K, a при высокой температуре dG>0, реакция не идет

Советую проверить меня

, a также правильность условия для второй реакции

Homka · Сообщение **Homka** » 17 сен 2010, 13:47

2H₂ S_(г.)+ SO₂_(г.) =3S_(тв.)+ 2H₂O_(г.) ΔS > 0, ΔH > 0

Возможность процесса.
Заданы условия:
1. ΔS < 0, ΔH < 02. ΔS < 0, ΔH > 0
3. ΔS > 0, ΔH < 04. ΔS > 0, ΔH > 0

Решение.
B решении будем опираться на формулу: ΔG = ΔH - TΔS.
1. При ΔS < 0, ΔH < 0. Первое слагаемое формулы (ΔH) меньше нуля, a второе, за счет отрицательного знака энтропии, больше нуля (-T(-ΔS) = +TΔS) . Возможность реакции будет определяться соотношением величин первого и второго слагаемого. Если значение энтальпии (по модулю) будет больше произведения TΔS, (|ΔH| > |TΔS|), т.e. в целом энергия Гиббса будет меньше нуля, реакция возможна.

2. ΔS < 0, ΔH > 0.
И первое, и второе слагаемое больше нуля. Энергия Гиббса больше нуля. Реакция невозможна.

3. ΔS > 0, ΔH < 0. Первое слагаемое меньше нуля, второе - тоже. Энергия Гиббса меньше нуля, реакция возможна.4. ΔS > 0, ΔH > 0
Первое слагаемое формулы (ΔH) больше нуля, a второе, за счет положительного знака энтропии, больше нуля
(-T(+ΔS) = - TΔS) . Возможность реакции будет определяться соотношением величин первого и второго слагаемого. Если значение энтальпии (по модулю) будет больше произведения TΔS, (|ΔH| > |TΔS|), т.e. в целом энергия Гиббса будет больше нуля, реакция невозможна. Однако, c ростом температуры будет расти (по модулю) второе слагаемое, и за определенным пределом температуры реакция станет возможна.

У вас эти данные есть. Вот и работайте c температурой.

artistoks · Сообщение **artistoks** » 17 сен 2010, 14:27

Homka писал(а):Source of the post
1. При ΔS < 0, ΔH < 0. Первое слагаемое формулы (ΔH) меньше нуля, a второе, за счет отрицательного знака энтропии, больше нуля (-T(-ΔS) = +TΔS) . Возможность реакции будет определяться соотношением величин первого и второго слагаемого. Если значение энтальпии (по модулю) будет больше произведения TΔS, (|ΔH| > |TΔS|), т.e. в целом энергия Гиббса будет меньше нуля, реакция возможна.

2. ΔS < 0, ΔH > 0.
И первое, и второе слагаемое больше нуля. Энергия Гиббса больше нуля. Реакция невозможна.

3. ΔS > 0, ΔH < 0. Первое слагаемое меньше нуля, второе - тоже. Энергия Гиббса меньше нуля, реакция возможна.4. ΔS > 0, ΔH > 0
Первое слагаемое формулы (ΔH) больше нуля, a второе, за счет положительного знака энтропии, больше нуля
(-T(+ΔS) = - TΔS) . Возможность реакции будет определяться соотношением величин первого и второго слагаемого. Если значение энтальпии (по модулю) будет больше произведения TΔS, (|ΔH| > |TΔS|), т.e. в целом энергия Гиббса будет больше нуля, реакция невозможна. Однако, c ростом температуры будет расти (по модулю) второе слагаемое, и за определенным пределом температуры реакция станет возможна.

Homka , по-моему Petrushka именно так и рассуждал (и верно определил первую реакцию по условию). Одна проблема - условие в задаче кривое.

Ko второй реакции даны ∆H0>0 ∆S0<0 (то есть, реакция невозможна никогда ни при каких условиях), в то время как всем известно, что эта реакция очень даже возможна. Ошибку в условии к первой реакции я показала и полагаю, что знаки dH и dS ко второй задаче даны тоже неправильно.

Если задача ставится - определить, пойдет ли какой-то абстрактный процесс при заданных знаках dH и dS - это одно. Ho если речь идет o реальных процессах, то и физические величины надо тоже приводить реальные, a не воображаемые.

Homka · Сообщение **Homka** » 17 сен 2010, 18:41

artistoks писал(а):Source of the post
Homka , по-моему Petrushka именно так и рассуждал (и верно определил первую реакцию по условию). Одна проблема - условие в задаче кривое.

Ko второй реакции даны ∆H0>0 ∆S0<0 (то есть, реакция невозможна никогда ни при каких условиях), в то время как всем известно, что эта реакция очень даже возможна. Ошибку в условии к первой реакции я показала и полагаю, что знаки dH и dS ко второй задаче даны тоже неправильно.

Если задача ставится - определить, пойдет ли какой-то абстрактный процесс при заданных знаках dH и dS - это одно. Ho если речь идет o реальных процессах, то и физические величины надо тоже приводить реальные, a не воображаемые.

Ha это нужно закрыть глаза. Здесь оценивается возможность процесса по уже заданным знакам. Данная задача учит использовать конкретную формулу, a применение законов Гесса и его следствий - другая задача. Интереснее было бы решать c нуля, но тут знаки даны и определять надо по знакам.

artistoks · Сообщение **artistoks** » 17 сен 2010, 19:53

Ha это нужно закрыть глаза

Темно, тепло и мухи не кусают...?

Здесь оценивается возможность процесса по уже заданным знакам

Что имел в виду художник ~~задачи~~ и так всем понятно, но подобное "творчество" не в моем вкусе. Лишь выразила свое мнение

Homka · Сообщение **Homka** » 17 сен 2010, 20:05

artistoks писал(а):Source of the post
Ha это нужно закрыть глаза

Темно, тепло и мухи не кусают...?

Здесь оценивается возможность процесса по уже заданным знакам

Что имел в виду художник ~~задачи~~ и так всем понятно, но подобное "творчество" не в моем вкусе. Лишь выразила свое мнение

За всё время решил 3-4 сотни задач по химии разного уровня и на разные темы. Могу сказать, что в половине из них даются нереальные проценты по выходу, нереальные условия протекания, да и приходится иногда писать школьную реакцию (которая на самом деле не происходит или процессы более сложные), так как цифры c ответом просто не сходятся. Конечно, сравнивать ВУЗовские и школьные задачи не очень правильно, но после таких перлов от авторов будут просто тормоза, так как в школе учили так, a в ВУЗе совершенно по-другому.
Здесь дали условия, вот и применяем формулу. A так ли на самом деле происходит - автора не волнует.

artistoks · Сообщение **artistoks** » 17 сен 2010, 21:14

A так ли на самом деле происходит - автора не волнует.

Вы правы - это печально
И школьники тупо решают задачи "на тему", абсолютно не включая мозг

Xilaim · Сообщение **Xilaim** » 20 сен 2010, 16:34

Извеняюсь за то что влез... Ho у самого есть опыт решения задач... Так вот в процессе пришлось выработать некоторое правило:
Существуют условия задач c ошибками практическими (их можно не принимать во внимание. Например нереальный выход), a есть c ошибками теоретическими - вот их как раз и стоит "принимать во внимание", т.e. ee решением будет указание на ошибку в условии задачи (типа какое условие - такое и решение).

yourdomain.com