Термодинамический анализ физико-химического процесса
11

 

lg(PСdPTe20.5)реал > 3,5

 

Таким образом, отношение давлений задано pCd / pte2  , а произведение lg(PСdte20.5)реал. Решаем систему

pCd / pTe2  = 0,05

PСd(PTe2)0.5 = е5,75

 

Отсюда получаем:PСd  = 0,0498 атм

Pte2 = 0,017 атм

Точки пересечения уровня требуемого давления и линии давления паров вещества над чистым веществом дают температуру подогревных зон кадмия и теллура.

ТСd =847 К

Тte2 = 625 К

 

 

Оценка возможности окисления кадмия и необходимой степени откачки реактора.

 

В атмосфере реактора неизбежно будет присутствовать кислород, который будет окислять вещества, участвующие в реакции. Рассмотрим окисление кадмия:

Cd(тв) + 0.5 O2(г)  = CdO(тв)

Константа равновесия для этой реакции:

КР = ΔGT/RT = (1/РО21/2)равн

 

ΔGT = -RTln(Kp)реал + RTln(Kp)равн

 

ΔGT = -RTln(1/РО21/2)равн + RTln(1/РО21/2)реал

 

ΔGT = 0,5RTln(PO2)равн – 0.5RTln(PO2)реальн

 

Поскольку процесс окисления нежелателен, будем искать условия при которых процесс будет термодинамически невыгоден, то есть изменение свободной энергии Гиббса положительно.

 

ΔGT > 0

Выполняется, если (PO2)равн > (PO2)реальн

 

Расчет:

На основании закона Гесса рассчитаем стандартную энтальпию процесса ΔHo298:

 

ΔHo298νi ΔHof,298(кон)- Σνi ΔHof,298(исх) , где νi-число молей вещества.

 

ΔHo298= ΔHof,298 (CdОтв)-( ΔHof,298 (Cdтв)+ ΔHof,298 (О2г)) = -256,1 кДж

 

Расчитаем стандартную энтропию процесса ΔSo298:

 

ΔSo298 = Σνi ΔSo298(кон)- Σνi ΔSof,298(исх)

 

ΔSo298 =  ΔSo298 (CdОтв)-( ΔSo298 (Cdтв)+ ΔSo298 (О2г)) = 54,8-51,76-0,5∙205,03 = -99,475 Дж/К