31

Zależności uzyskanych w ten sposób przedstawiono na diagramie. Zgodnie z równaniem GT H298 TS298 mają one przebieg liniowy. We wszystkich trzech przypadkach w zakresie temperatur 300 1500 K wartość GT są ujemne, co oznacza, że reakcje te mogą zachodzić w sposób samorzutny w warunkach standardowych. Niemniej jednak zmiana G towarzysząca reakcji (a) rośnie z temperaturą i w temperaturach powyżej 3300 K przyjmuje wartości dodatnie, a to oznacza, że w warunkach standardowych może zachodzić wówczas samorzutnie tylko reakcja odwrotna czyli rozpad CO2 na CO i tlen. Wzrost GT dla reakcji (a) spowodowany jest ujemną S298 . W przypadku reakcji (b) GT nieznacznie zmienia się z temperaturą. Reakcji (c) odpowiada dodatnia wartość S298, a to pociąga zmniejszenie31

32

Odejmując równanie reakcji (b) od równania reakcji (c) dochodzimy do równania wyrażającego tzw. równowagę Boudouarda: 2 CO(g) CO2(g) C(s) Wartość GT dla tej reakcji stanowi różnicę GT(c) i GT(b) i wobec tego możemy na podstawie poprzedniego diagramu stwierdzić, że w zakresie temperatur poniżej 983 K dla powyższej reakcji GT 0 oraz w zakresie temperatur powyżej 983 K GT 0. Oznacza to, że w wyższych temperaturach w równowadze przeważać Załamania linii będzie CO, prostej następują w a w niższych CO2 . Na poniższym diagramie dodano linię GT (T) dla reakcji punktach tworzenia się tlenku cynku w reakcji typu: odpowiadających temperaturze topnienia CO i wrzenia metalu CO2 (lub tlenku). Wewszystkich przypadkach wraz ze wzrostem 32 temperatury

33

Biorąc pod uwagę punkt Z, Reakcja redukcji ZnO w którym to przecinają węglem: się wykresy odpowiadające reakcjom: ZnO C CO Zn 2 Zn O2 2 ZnO (e) 2 C0 O2ΔG 02 CO (c)0 ΔG (CO) ΔG tw tw 0 tw Z tw (Zn) - ΔG (C) - ΔG0tw W punkcie tym GT dla reakcji (ZnO) 0 2 ZnO 2 C 2 Zn 2 CO (f) wynosi 0. - ΔG0 (ZnO) ΔG0 (CO) tw tw 0 W temperaturze odpowiadającej punktowi Z mamy do czynienia z równowagą ΔG0tw (CO) ΔG0tw (ZnO) pomiędzy stałym węglem, ciekłym cynkiem, stałym tlenkiem cynku oraz gazowym tlenkiem węgla pod ciśnieniem 1 atm. W temperaturach wyższych GT przyjmuje wartości ujemne, co oznacza, że następuje redukcja ZnO węglem w obecności tlenku węgla pod ciśnieniem atmosferycznym. W temperaturach niższych od temperatury odpowiadającej punktowi Z reakcja 33

34

Analogicznie możemy wykazać, że powyżej temperatury dla punktu X może nastąpić redukcja ZnO węglem z utworzeniem CO2 . 2 ZnO C 2 Zn CO2 Y X Ponad to w temperaturze wyższej od temperatury wyznaczonej przez punkt Y możliwa staje się redukcja ZnO przez CO. 2 ZnO 2 CO 2 Zn 2 CO2 34

35

M1O M2 M 2O M 1 ΔG0tw ΔG0tw (M2O) ΔG0tw (M1) - ΔG0tw (M1O) - ΔG0tw (M2) 0 ΔG0tw (M2O) - ΔG0tw (M1O) 0 ΔG0tw (M2O) ΔG0tw (M1O) 35

Kategorie

Technika