Variatia caldurii de reactie cu presiunea

Variatia caldurii de reactie cu presiunea

Pentru reactiile care decurg la presiuni ridicate este necesar calculul variatiei entalpiei de reactie cu presiunea.

Acest calcul se bazeaza pe folosirea uneia din metodele indicate in cap. XVI, adica fie pe utilizarea unei ecuatii de stare potrivite (Berthelot), fie pe folosirea diagramei entalpiei -      presiune redusa - temperatura redusa (v. fig. XVI.3).

Pentru sisteme cu faze condensate, solide, lichide sau solutii, corectia este neglijabila.

Exemplul 8. Sa se calculeze caldura de ardere a carbonului (grafit) la bioxid de carbon, la 100 at, daca temperatura initiala a reactantilor este 18 ^oC si produsii parasesc reactorul la 100 ^oC. La 1 at, .

Rezolvare:

Entalpiile reactantilor (referite la 18 ^oC si 1 at) sunt:

a) Entalpia carbonului la 18 ^oC si 100 at este neglijabila.

b) Entalpia oxigenului:

temperatura redusa ;

presiunea redusa .

Din diagrama (v. fig. XVI.3) se obtine de unde ΔH^* = 0,70 · 291 = 204 cal · mol^-1 (ΔH^* = H^* = -H, unde H^* este entalpia la temperatura T si la o presiune suficient de mica pentru ca gazele sa se comporte perfect, iar H este entalpia gazului la temperatura T si o presiune ridicata p).

Rezulta ca entalpia oxigenului la 180 ^oC si 100 at, referita la starea 18 ^oC si 1 at, este 204 cal · mol^-1.

c) Entalpia bioxidului de carbon (referita la 18 ^oC si 1 at):

temperatura redusa ;

presiunea redusa ;

(din diagrama indicata) = 2,0;

ΔH* = 2 · 373 = 746 cal · mol^-l.

Entalpia bioxidului de carbon la 100 ^oC si 1 at, referita la starea 18 ^oC si 1 at, este      

Entalpia bioxidului de carbon la 100 ^oC si 100 at, referita la starea 18 ^oC si 1 at, este 767 - 746 = 21 cal · mol^-1.

Pe baza valorilor obtinute, entalpia de reactie pentru

C(grafit) + O₂(g) = CO₂(g)

in conditiile indicate in acest exemplu, este:

ΔH = -94400 + 21 - (-204) = -94175 cal · mol^-1