Исходя из графика делаем вывод: при Т < 456,4 К самопроизвольно протекает прямая реакция, а при Т > 456,4 К самопроизвольно протекает обратная реакция.
Какие из перечисленных оксидов могут быть восстановлены алюминием до свободного металла при стандартных условиях: NiO, FeO, CuO, SnO, Fe2O3, Al2O3? Доказать термодинамическими расчетами.
Решение
Выпишем из справочных данных табличные значения энергий Гиббса, заданных веществ:
Оксид металла ΔG0298
NiO
-211,6
FeO
-244,3
CuO
-129,4
SnO
-256,88
Fe2O3 -740,3
Al2O3 -1582,0
Запишем уравнения предполагаемых реакций и рассчитаем энергию Гиббса химической реакции Gr0, используя значения Gf0 (298) для всех участвующих в реакции веществ:
Стандартные значения ΔG0298 простых веществ равны нулю.
А) 3NiO + 2Al = 3Ni + Al2O3
Gr0 = Gf0(Al2O3) - 3Gf0(NiO) = -1582– 3*(-211,6) = -947,2 кДж
Б) 3FeO + 2Al = 3Fe + Al2O3
Gr0 = Gf0(Al2O3) - 3Gf0(FeO) = -1582– 3*(-244,3) = -849,1 кДж
В) 3CuO + 2Al = 3Cu + Al2O3
Gr0 = Gf0(Al2O3) - 3Gf0(CuO) = -1582– 3*(-129,4) = -1193,8 кДж
Г) 3SnO + 2Al = 3Sn + Al2O3
Gr0 = Gf0(Al2O3) - 3Gf0(SnO) = -1582– 3*(-256,88) = -811,36 кДж
Д) Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
Gr0 = Gf0(Al2O3) - Gf0(Fe2O3) = -1582– (-740,3) = -841,7 кДж
Е) Al2O3 + 2Al = 2Al + Al2O3
Gr0 = Gf0(Al2O3) - Gf0(Al2O3) = -1582– (-1582) = 0 кДж
Таким образом, во всех реакциях кроме Е) Gr0<0 т.е возможно восстановление алюминием, всех оксидов металлов, при стандартных условиях, кроме самого оксида алюминия.