Определите термодинамическую возможность окисления металла кислородом при стандартных условиях. Рассчитайте значение парциального давления кислорода, ниже которого невозможно окисление данного металла. Приведите уравнение соответствующей реакции
Металл Pb продукт окисления PbO
Решение
2Pb +O2 = 2PbO
f Н0 кДж/моль
S0 Дж/мольК
Pb 0 64,9
O2 0 205,03
PbO -217,89 67,4
Термодинамическая возможность окисления свинца характеризуется
значением ∆G < 0
Рассчитаем согласно G 0= Н 0– ТS0
r Н0 = 2*f Н0 (PbO) = -2*217,89 = -435,79 кДж
r S0 = 2*S0 (PbO) - ( S0( O2) +2*S0(Pb) ) =
= 2*67,4 – ( 2*64,9 + 205,03) = -200,03 Дж/К
При T =298K
∆ r G0 = -435,79 - (-200,03* 10-3 * 298) = -376,19 кДж
∆ f G0 (PbO ) = ∆ r G0 /2 =-376,19 /2 = - 188,5кДж
Так как, значением ∆G < 0 окисление Pb термодинамически возможно
Рассчитаем константу равновесия процесса окисления свинца
G0 R*T*2,303* lg Kp
G 0 где – стандартная энергия Гиббса реакции (энергия Гиббса реакции при стандартных парциальных давлениях всех компонентов системы, равных 1 атм)
Kp – стандартная константа равновесия
lg Kp =G0 / RT =188500/8,31 *298*2,303 =32,98
КР = 9,5*1032
Согласно уравнения реакцииКР = 1/ Р равновесн(О2)
Р равновесн(О2) = 1/9,5*1032 =0,11*10- 32 атм
Парциальное давление кислорода ниже которого невозможна коррозия составит 0,11* 10-32 атм