Термодинамические характеристики (H,S,G) и возможность самопроизвольного протекания процесса
План курсовой работы
Уравнять реакцию, используя электронно-ионный метод, указать процесс окисления, восстановления (окислитель, восстановитель).
Найти потенциалы окислителя и восстановителя указать направления протекания процесса.
15 src="images/referats/13694/image001.png">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, H2SO4 (р), H2SO4 (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 3Na2PbO2+2 Na2CrO4 + 3Na2SO4+8H2O
1 Cr2 +2 - 6e 2Cr +6 - Окисление восстановителя
3 Pb+4 +2e Pb+2 - Восстановление окислителя
Метод полу-реакции
1 Cr2 +2 +16OH - 6e 2CrO4-2 +8H2O - Окисление восстановителя
3 Pb+4 +2e Pb+2 - Восстановление окислителя
PbO2+Cr2+3+16OH PbO2+2CrO4+8H2O
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 S при температуре 298K.
Вещество |
∆H KДж/моль |
S0 Дж/ моль*K |
Cr2 (SO4) 3 |
-3308 |
288 |
PbO2 |
-276,6 |
-218,3 |
NaOH |
- 425,88 |
64,43 |
Na2PbO2 |
-819,3 |
189,1 |
Na2CrO4 |
-1343 |
176,6 |
Na2SO4 |
-1387,9 |
149,58 |
H2O |
-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 1s22s22p63s1
S 1s22s22p63s23p4
Cr 1s22s22p63s23p63d54s1
Pb 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p2
6. Определить высшую и низшую валентность
Pb - химический элемент IV группы; конфигурация внешней оболочки атома 6s26p2. Наиболее характерны 2 степени окисления +2 и +4.
Pb+2 Pb+4
PbO PbO2
Оксид олова (II) Оксид олова (IV)
Основный Амфотерный
Pb (OH) 2 Pb (OH) 4=H2PbO3
KNO3 + Pb = KNO2 + PbO
1 N +5 +2e N +3 - пр. восстановление (KNO3) окислитель
1 Pb0 - 2e Pb+2 - пр. окисление (Pb) восстановитель
2РbО + РbO2 = Рb2РbO4 (Pb3O4)
Pb (NO3) 2 (конц) + Na2CO3 (конц) = PbCO3↓ + 2NaNO3
PbSO4 + Na2S = PbS↓ + Na2SO4
Pb (OH) 2 + 2NaOH (конц) = Na2 [Pb (OH) 4] (р)
7. Взаимодействие отмеченного металла с кислотами
(HCL, H2SO4 (р), H2SO4 (к), HNO3 (P), HNO3 (K) ), растворами щелочей.
PbO2 + Pb + 2H2SO4 (конц., гор) = 2PbSO4+2H2O
1 Pb0 - 2e Pb+2 - пр. Окисление (Pb) восстановитель
2 H+ +1e H0 - пр. Восстановление (H2SO4) окислитель
Pb + 2HCl = PbCl2 + H2
1 Pb0 - 2e Pb+2 - пр. Окисление (Pb) восстановитель
2 H+ +1e H0 - пр. Восстановление (HCl) окислитель
Pb + H2SO4 (р) = PbSO4 + H2
1 Pb0 - 2e Pb+2 - пр. Окисление (Pb) восстановитель
1 2H+ +2e 2H0 - пр. Восстановление (H2SO4) окислитель
Pb + 4HNO3 (р) = Pb (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O
1 Pb 0 - 2e Pb +2 - пр. Окисление (Pb) восстановителя
2 N+5 +1e N+4 - пр. Восстановление (HNO3) окислителя
PbO2 +MnSO4 +2NaOH Na2PbO2+ Na2MnO3 +Na2SO4+H2O
8. Анодное и катодное покрытие гальвано-пары Fe/Pb. Процесс коррозии сплава железа со свинцом и способ ее устранения.
Eo pb2+ = 1,23 катод
Eo Fe2+ = - 0,44 анод
В кислой среде процесс проходит с водородной деполяризацией:
Pb/H2SO4/Fe+
Продукт коррозии: PbSO4 и H2O
В нейтральной среде для активного металла процесс идёт с водородной деполяризацией:
Pb/H2O,O2/Fe+
2Pb+2 H2O+ 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.
Другие рефераты на тему «Химия»:
- Исследование условий возникновения колебательного режима в процессе окислительного карбонилирования фенилацетилена
- Моделирование газофазных процессов, протекающих при гетерогенно-каталитическом восстановлении оксидов азота
- Физико-химические методы определения фенола
- Электрохимические методы анализа и их современное аппаратурное оформление - обзор WEB–сайтов фирм–продавцов химико-аналитического оборудования
- Влияние температуры на скорость химической реакции