Федеральное агентство по образованию
Государственное учреждение высшего
профессионального образования
Московский государственный университет
Кафедра химии
Курсовая работа
"Термодинамические характеристики (
H,
S,
G) и возможность самопроизвольного протекания процесса"
Выполнил:
студент группы 420681
Проверил:
доцент кафедры химии
Москва 2009
План курсовой работы
Уравнять реакцию, используя электронно-ионный метод, указать процесс окисления, восстановления (окислитель, восстановитель).
Найти потенциалы окислителя и восстановителя указать направления протекания процесса.
Определить термодинамические характеристики (H, S, G) и возможность самопроизвольного протекания процесса.
Определить, изменение каких параметров может сместить равновесие в сторону продуктов реакции (написать кинетическое уравнение).
Написать электронную формулу всех элементов по 2 и 4 квантовым числам. Для отмеченного атома определить высшую и низшую валентность (составить формулу для гидроксидов, оксидов, солей и их химических соединений). Может ли взаимодействовать отмеченный металл с кислотами (HCL, H2
SO4 (р),
H2
SO4 (к),
HNO3 (
P),
HNO3 (
K),
растворами щелочей) (ответы обосновать). Отмеченный металл находиться в контакте с железом. Как будут протекать процессы коррозии во влажном воздухе и кислой среде. Способы защиты металла от коррозии.
Уравнять, используя электронно-ионный метод.
3Pb*
O2
+ Cr2
(SO4
) 3
+16NaOH 3Na2
PbO2
+2 Na2
CrO4
+ 3Na2
SO4
+8H2
O
1 Cr2
+2 -
6e2Cr+6
- Окисление восстановителя
3 Pb+4
+2ePb+2 -
Восстановление окислителя
Метод полу-реакции
1 Cr2
+2
+16OH -
6e2CrO4-2
+8H2
O - Окисление восстановителя
3 Pb+4
+2ePb+2 -
Восстановление окислителя
PbO2
+Cr2
+3
+16OH PbO2
+2CrO4
+8H2
O
2. Потенциалы окислителя и восстановителя
.
E0
Pb+4
/Pb+2
=
2, 33 - окислитель
E0
Cr+2
/CrO4
-2
= 0, 53 - восстановитель
∆E= E окислителя - E восстановителя = 2,33-0,56=1,80
∆E>0, следовательно, ∆G<0 - самопроизвольное протекание процесса
3. Приведены стандартные образования H и Sпри температуре 298
K
.
| Вещество | ∆HKДж/моль | S0
Дж/ моль*K |
| Cr2
(SO4 ) 3 |
-3308 | 288 |
| PbO2
|
-276,6 | -218,3 |
| NaOH | - 425,88 | 64,43 |
| Na2
PbO2 |
-819,3 | 189,1 |
| Na2
CrO4 |
-1343 | 176,6 |
| Na2
SO4 |
-1387,9 | 149,58 |
| H2
O |
-285,8 | 70,1 |
4. Определить, изменением каких параметров можно сместить равновесие в сторону продуктов реакции
Согласно принципу Ле-Шателье при повышении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической реакции. Поскольку данная реакция является эндотермической, то для того чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции, необходимо понизить температуру.
5. Написать электронную формулу 2 и 4 квантовым числам
H 1s1
O 1s2
2s2
2p4
Na 1s2
2s2
2p6
3s1
S 1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
Cr 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
4s1
Pb 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s2
4p6
4d10
4f14
5s2
5p6
5d10
6s2
6p2
6. Определить высшую и низшую валентность
Pb - химический элемент IV группы; конфигурация внешней оболочки атома 6s2
6p2
. Наиболее характерны 2 степени окисления +2 и +4.
Pb+2
Pb+4
PbOPbO2
Оксид олова (II) Оксид олова (IV)
Основный Амфотерный
Pb (OH) 2
Pb (OH) 4
=H2
PbO3
KNO3
+ Pb = KNO2
+ PbO
1 N+5
+2eN+3
- пр. восстановление (KNO3
) окислитель
1 Pb0 -
2ePb+2 -
пр. окисление (Pb) восстановитель
2РbО + РbO2
= Рb2
РbO4
(Pb3
O4
)
Pb (NO3
) 2
(конц) + Na2
CO3
(конц) = PbCO3
↓ + 2NaNO3
PbSO4
+ Na2
S = PbS↓ + Na2
SO4
Pb (OH) 2
+ 2NaOH (конц) = Na2
[Pb (OH) 4
] (р
)
7. Взаимодействие отмеченного металла с кислотами
(
HCL,
H2
SO4 (р),
H2
SO4 (к),
HNO3 (
P),
HNO3 (
K) )
, растворами щелочей.
PbO2
+ Pb + 2H2
SO4
(конц., гор) = 2PbSO4
+2H2
O
1 Pb0 -
2ePb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановитель
2 H+
+1eH0 -
пр. Восстановление (H2
SO4
) окислитель
Pb + 2HCl = PbCl2
+ H2
1 Pb0 -
2ePb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановитель
2 H+
+1eH0 -
пр. Восстановление (HCl) окислитель
Pb + H2
SO4 (
р
)
= PbSO4
+ H2
1 Pb0 -
2e Pb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановитель
1 2H+
+2e2H0 -
пр. Восстановление (H2
SO4
) окислитель
Pb + 4HNO3 (
р
)
= Pb (NO3
) 2
+ 2NO2
+ 2H2
O
1 Pb0 -
2ePb+2
- пр. Окисление (Pb) восстановителя
2 N+5
+1eN+4 -
пр. Восстановление (HNO3
) окислителя
PbO2+MnSO4
+2NaOH Na2
PbO2
+ Na2
MnO3
+Na2
SO4
+H2
O
8. Анодное и катодное покрытие гальвано-пары
Fe/
Pb. Процесс коррозии сплава железа со свинцом и способ ее устранения.
Eo
pb
2+
= 1,23 катод
Eo
Fe
2+
= - 0,44 анод
В кислой среде процесс проходит с водородной деполяризацией:
Pb/H2
SO4
/Fe+
Продукт коррозии: PbSO4
и H2
O
В нейтральной среде для активного металла процесс идёт с водородной деполяризацией:
Pb/H2
O,O2
/Fe+
2Pb+2 H2
O+ O2
=Pb+4OH
А (Fe): Fe - 2e = Fe2+
K (Pb): O2 + H2O + 4e = 4OH-
Список литературы
1. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов. - / Под ред.В.А. Рабиновича. - Л.: Химия, 2006.
2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие для вузов/ Под ред.В.А. Рабиновича и Х.М. Рубиной. - Л.: Химия, 2007
3. Блинов Л.Н., Перфилова И.Л., Чувиляев РГ. Химия. Основные понятия, реакция, законы, схемы: Учеб. Пособие. СПб. 2004.92с.
4. Химия. Классы химических соединений: Учеб. Пособие / Н.П. Танцура, А.В. Горелова, И.Н. Семенов, Л.Н. Блинов. (Серия "Школа-вуз"). СПб. 2005.67с.
5. Семенов И.Н., Перфилова И.Л. Химия. СПб.: Химия, 2000.656с.
6. Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высшая школа, 2009.558с.
Название реферата: Термодинамические характеристики (H,S,G) и возможность самопроизвольного протекания процесса
| Слов: | 939 |
| Символов: | 8588 |
| Размер: | 16.77 Кб. |
Вам также могут понравиться эти работы:
- Термохимические реакции
- Технологические иследования процесса массопереноса - диффузии
- Химическая кинетика
- Химическая реакция в смеси идеальных газов. Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
- Химическая сборка поверхности твердых тел путем молекулярного наслаивания
- Химическая связь и строение вещества
- Химическая термодинамика