Об оценке температурного смещения химического равновесия

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Представлен краткий обзор возможностей термодинамической оценки температурного смещения химического равновесия. На основе уравнений Гиббса–Гельмгольца исследованы вклады различных термодинамических потенциалов в величины указанного смещения. Проведен сравнительный анализ возможностей и необходимости учета температурного изменения термодинамических функций. В качестве примеров рассмотрены системы с реакциями синтеза/гидролиза сложных эфиров.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

Г. Мисиков

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.toikka@spbu.ru
Rússia, 198504, Санкт-Петербург

М. Тойкка

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.toikka@spbu.ru
Rússia, 198504, Санкт-Петербург

А. Тойкка

Санкт-Петербургский государственный университет

Autor responsável pela correspondência
Email: a.toikka@spbu.ru
Rússia, 198504, Санкт-Петербург

Bibliografia

  1. Эренфест П. // Журн. Русск. физ.-хим. об-ва (часть физич.). 1909. Т. 41. С. 347.
  2. Münster A. Classical Thermodynamics. London, New York, Sydney, Toronto: Wiley Interscience, 1970. 387 p.
  3. Plank M. // Ann. Phys. 1934. V. 19. P. 759.
  4. Epstein P.S. Text book of Thermodynamics. New York: John Wiley & Sons, Inc., 1937. 406 p.
  5. Сторонкин А.В. Термодинамика гетерогенных систем. Ч. 1–2. Л.: изд-во ЛГУ, 1967. 447 с.
  6. Русанов А.И., Шульц М.М. // Вестн. Ленингр. ун-та. 1960. № 4. С. 60.
  7. Тойкка А.М. Принцип Ле Шателье – Брауна и некоторые вопросы теории устойчивости. В кн. “Вопросы термодинамики гетерогенных систем и теории поверхностных явлений”. Вып. 7. Под ред. А.В. Сторонкина и В.Т. Жарова. Л.: изд-во ЛГУ, 1985. С. 31.
  8. Toikka A.M. Stability of Chemical and Phase Equilibrium: Alternative forms of Equations for Thermodynamic Analysis. In Mathematical Chemistry; Hong, W.I., Ed.; Nova Science Publishers, Inc.: Singapore. 2010. Р. 509.
  9. Gromov D., Toikka A. // Entropy. 2020. V. 22. P. 1113. doi: 10.3390/e22101113.
  10. Prigogine I., Defay R. Chemical Thermodynamics. Harlow, UK: Longmans, Green and Co., 1954. 533 p.
  11. Gitterman M., Steinberg V. // J. Chem. Phys. 1976. V. 65. P. 847. doi: 10.1063/1.433076.
  12. Toikka A.M. // Вестн. Санкт-Петербург. ун-та. Сер. 4: Физика, химия. 1994. Вып. 3 (№ 18). С. 62.
  13. Toikka A.M., Toikka M.A., Trofimova M.A. // Russ. Chem. Bull. 2012. V. 61. No. 4. P. 741 doi: 10.1007/s11172-012-0106-6.
  14. Kondepudi D., Prigogine I. Modern Thermodynamics: From Heat Engines to Dissipative Structures. Chichester, West Sussex, United Kingdom: ‎John Wiley & Sons, Ltd, 2015. 523 p.
  15. Toikka A.M., Jenkins J.D. // Chem. Eng. J. 2022. V. 89. P. 1. doi: 10.1016/S1385-8947(01)00310-2.
  16. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. М.: “Химия”, 1970. 519 с.
  17. Воронин Г.Ф. Основы термодинамики. М.: изд-во МГУ, 1987. 192 с.
  18. Вревский М.С. Работы по теории растворов. М.: изд-во АН СССР, 1953. 336 с.
  19. Сторонкин А.В. О выводах и границах применимости законов М.С. Вревского. В кн.: Вревский М.С. Работы по теории растворов. М.: изд-во АН СССР, 1953. С. 311.
  20. Gibbs J.W. The Collected Works. V. 1. Thermodynamics. London: Longmans and Green, 1931. 461 p.
  21. Карапетьянц М.Х. Химическая термодинамика. М.: Химия, 1975. 584 с.
  22. Golikova A., Tsvetov N., Samarov A., et al. // J. Therm. Anal. & Calorim. 2020. V. 139. P. 1301. doi: 10.1007/s10973-019-08488-y.
  23. Golikova A., Anufrikov Y., Shasherina A., et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2024. (In press).
  24. Wiberg K.B., Waldron R.F. // J. Am. Chem. Soc. 1991. V. 113. P. 7697.
  25. Wadsö I., Bjerrum J., Trætteberg M., et al. // Acta Chem. Scand. 1958. V. 12. P. 630.
  26. Pedley J.B., Naylor R.D., Kirby S.P. Thermochemical Data of Organic Compounds. New York: Chapman and Hall, 1986. 792 p.
  27. Wadso I. // Acta Chem. Scand. 1966. V. 20. P. 544.
  28. Steele W.V., Chirico R.D., Cowell A.B., et al. // J. Chem. Eng. Data. 1997. V. 42. P. 1066.
  29. Chase M.W. Jr. // J. Phys. Chem. Ref. Data. Monograph 9. 1998. P. 1.
  30. Mosselman C., Dekker H. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1975. V. 1. P. 417.
  31. Osborne N.S., Stimson H.F., Ginnings D.C. // J. Res. Natl. Bur. Stand. (U. S.) 1939. V. 23. P. 197.
  32. Сирота А.М. // Инж.-физ. журн. 1963. Т. 6. № 11. С. 52.
  33. Nan Z., Liu B., Tan Z. // J. Chem. Thermodyn. 2002. V. 34. P. 915.
  34. Nan Z.D., Tan Z.C. // J. Therm. Anal. Calorim. 2004. V. 76. P. 955.
  35. Ficke L.E., Rodriguez H., Brennecke J.F. // J. Chem. Eng. Data. 2008. V. 53. P. 2112.
  36. Yang C., Ma P., Jing F., Tang D. // J. Chem. Eng. Data. 2003. V. 48. P. 836.
  37. Yang C., Ma P., Xia S. // J. Chem. Eng. Chinese Universities. 2002. V. 16. P. 479.
  38. Garcia-Miaja G., Troncoso J., Romani L.J. Chem. Thermodyn. 2009. V. 41. P. 161.
  39. Zhao X., Lu S., Gu Z., Liu Z.-G. // J. Xi’an Jiaotong Univ. 2005. V. 39 № 9. P. 958.
  40. Olson J.D. // Fluid Phase Equilib. 2001. V. 185. P. 209.
  41. Li W., Xue F., Cheng R.-S. // Chem. J. Chinese Universities. 2005. V. 26. № 12. P. 2310.
  42. Castagnolo M., Inglese A., Petrella G., et al. // Thermoch. Acta. 1981. V. 44. P. 67.
  43. Burgdorf R., Zocholl A., Arlt W., et al. // Fluid Phase Equilib. 1999. V. 164 № 2. P. 225.
  44. Lourenco M.J. V., Santos F.J. V., Ramires M.L. V., Nieto de Castro C.A. // J. Chem. Thermodyn. 2006. V. 38. № 8. P. 970.
  45. Harris F., Kurnia K.A., Mutalib M.I.A., Murugesan T. // J. Chem. Eng. Data. 2010. V. 55. № 1. P. 547.
  46. Diedrichs A., Gmehling J. // Fluid Phase Equilib. 2006. V. 244. № 1. P. 68.
  47. Archer D.G., Carter R.W. // J. Phys. Chem. 2000. V. 104. P. 8563.
  48. Angell C.A., Oguni M., Sichina W.J. // J. Phys. Chem. 1982. V. 86. P. 998.
  49. Egan E.P., Luff B.B. // J. Chem. Eng. Data. 1966. V. 11. P. 192.
  50. Egan E.P., Luff B.B. // Ibid. 1966. V. 11. P. 194.
  51. Rodante F., Marrosu G. // Thermochim. Acta. 1988. V. 136. P. 209.
  52. Фен Дж. “Машины, энергия, энтропия”, Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. С. 336.
  53. Comelli F., Righetti M.C., Francesconi R. // Thermochim. Acta. 1997. V. 306. P. 37.
  54. Martin J.F., Andon R.J. L. // J. Chem. Thermod. 1982. V. 14. P. 679.
  55. Yang C., Ma P., Tang D., et al. // Chin J. Chem. Eng. 2002. V. 10(5). P. 604.
  56. Dai L.-Y., Li Q., Lei, M., Chen, Y.-Q. // J. Chem. Eng. Data. 2010. V. 55(4). P. 1704.
  57. Radulescu D., Jula O. // Russ. J. Phys. Chem. 1934. V. 26. P. 390.
  58. Timofeev W. // Izv. Kiewer Polytech. Inst. 1905. V. 20. P. 1.
  59. Casanova C., Wilhelm E., Grolier J.-P.E., Kehiaian H.V. // J. Chem. Thermodyn. 1981. V. 13. P. 241.
  60. Oswal S.L., Oswal P., Modi P.S., et al. // Thermochim. Acta. 2004. V. 410. P. 1.
  61. Альпер Г.А., Пешеходов П.Б., Никифоров М.Ю., Крестов Г.А. // Журн. физ. химии. 1990. Т. 64. С. № 3. С. 652.
  62. Stephens M., Olson J.D. // Thermochim. Acta. 1984. V. 76. P. 79.
  63. Peleteiro J., Troncoso J., Gonzalez-Salgado D., Valencia J.L., Souto-Caride M. // J. Chem. Thermodyn. 2005. V. 37. P. 935.
  64. Benson G.C., D’Arcy P. J. // J. Chem. Eng. Data. 1982. V. 27. P. 439.
  65. Rubini K., Francesconi R., Bigi A., et al. // Thermochim. Acta. 2007. V. 452. № 2. P. 124.
  66. Kauer E., Bittrich H.-J. // Wiss. Z. Tech. Hochsch. Chem. “Carl Schorlemmer” Leuna-Merseburg. 1965. V. 7. № 2. P. 73.
  67. Garcia-Miaja G., Troncoso J., Romani L. // Fluid Phase Equilib. 2008. V. 274. P. 59.
  68. Fortier J.-L., Benson G.C. // J. Chem. Thermod. 1976. V. 8. P. 411.
  69. Pedersen M.J., Kay W.B., Hershey H.C. // Ibid. 1975. V. 7. P. 1107.
  70. Williams J.W., Daniels F. // J. Am. Chem. Soc. 1924. V. 46. P. 903.
  71. Kelley K.K. // J. Am. Chem. Soc.1929. V. 51. P. 779.
  72. Николаев П.Н., Рабинович И.Б., Лебедев Б.В. // Журн. физ. химии. 1967. Т. 41. С. 1294.
  73. Counsell J.F., Hales J.L., Martin J.F. // Trans. Faraday Soc. 1965. V. 61. P. 1869.
  74. Zorebski E., Chorazewski M., Tkaczyk M. // J. Chem. Thermod. 2005. V. 37. P. 281.
  75. Zorebski E., Goralski P. // Ibid. 2007. V. 39. P. 1601.
  76. Gates J.A., Wood R.H., Cobos J.C., et al. // Fluid Phase Equilib. 1986. V. 27. P. 137.
  77. Fulem M., Ruzicka K., Ruzicka V. // Thermochim. Acta. 2002. V. 382. P. 119.
  78. Жданов А.К. // Журн. общ. химии. 1945. Т. 15. С. 895.
  79. Costas M., Patterson D. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1985. V. 81. P. 2381.
  80. Parks G.S., Huffman H.M., Barmore M. // J. Am. Chem. Soc. 1933. V. 55. P. 2733.
  81. Варущенко Р.М., Пащенко Л.Л., Чуркина А.Ю., Шабанова А.В. // Журн. физ. химии. 2002. Т. 76. № 6. С. 1027.
  82. Карякин Н.В. Основы химической термодинамики: Учеб. пособие для вузов. М.: Издательский центр “Академия”, 2003. С. 464.
  83. Haida O., Suga H., Seki S. // J. Chem. Thermodyn. 1977. V. 9. P. 1133.
  84. Parks G.S., Huffman H.M., Barmore M. // J. Am. Chem. Soc. 1933. V. 55. P. 2733.
  85. Cox J.D., Wagman D.D., Medvedev V.A. CODATA Key Values for Thermodynamics, Hemisphere Publishing Corp., New York, 1984, 1.
  86. Chase M.W. NIST-JANAF Themochemical Tables, Fourth Edition, J. Phys. Chem. Ref. Data, Monograph 9, 1998, 1–1951.
  87. Grob S., Hasse H. // J. Chem. Eng. Data. 2005. V. 50. № 1. P. 92.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Dependences of the heat capacity of substances on temperature, Cp(T): a – for acetic acid, b – for ethanol, c – for n-butanol, d – for ethyl acetate, e – for n-butyl acetate, e – for water: (--) – linear approximation in the range of 298.15 K – 328.15 K, (-) is an approximation according to equation (33).

Baixar (59KB)
Metadados
3. 2. Temperature dependence of the isobaric heat capacity change during the synthesis reactions of ethyl acetate (1) and n-butyl acetate (2-).

Baixar (20KB)
Metadados
4. 3. Dependence of the enthalpy of the esterification reaction in the acetic acid – ethanol – ethyl acetate –water system on temperature.

Baixar (18KB)
Metadados
5. 4. Dependence of the enthalpy of the esterification reaction in the acetic acid – n-butanol – n-butyl acetate –water system on temperature.

Baixar (18KB)
Metadados
6. Fig. 5. Gibbs energy dependences of the ethyl acetate synthesis reaction on temperature: – taking into account the temperature dependence of enthalpy, - neglecting the temperature dependence of enthalpy.

Baixar (21KB)
Metadados
7. Fig. 6. Gibbs energy dependences of the n-butyl acetate synthesis reaction on temperature: – taking into account the temperature dependence of enthalpy, - neglecting the temperature dependence.

Baixar (19KB)
Metadados
8. 7. The temperature dependence of the entropy of the ethyl acetate synthesis reaction.

Baixar (17KB)
Metadados
9. Figure 8. Temperature dependence of the entropic contribution of TDrS to the Gibbs energy of the ethyl acetate synthesis reaction.

Baixar (18KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024