Можно ли проводить дестилляцию щелочи в стеклянной емкости, если значения стандартных изменений энергии Гиббса
Можно ли проводить дестилляцию щелочи в стеклянной емкости, если значения стандартных изменений энергии Гиббса для реакции SiO2(к) + 2KOH(р) = K2SiO3(к) + H2O(ж) составляют, кДж/моль: ∆Hoобраз.K2SiO3(к) = –1427,8; ∆Hoобраз.H2O(ж) = –237,5; ∆Hoобраз.SiO2(к) = –803,8; ∆Hoобраз.KOH(р) = –419,5.
Щелкунчик 39
Для ответа на ваш вопрос о проведении дестилляции щелочи в стеклянной емкости, нам необходимо проанализировать значения стандартных изменений энергии Гиббса для данной реакции.Уравнение реакции, которая происходит во время дестилляции щелочи, выглядит следующим образом:
\[SiO2(к) + 2KOH(р) \rightarrow K2SiO3(к) + H2O(ж)\]
Из предоставленных значений можно увидеть, что для данной реакции стандартное изменение энергии Гиббса (\(\Delta H^o\)) для образования K2SiO3(к) составляет -1427,8 кДж/моль, для образования H2O(ж) равно -237,5 кДж/моль, для образования SiO2(к) равно -803,8 кДж/моль, и для образования KOH(р) -419,5 кДж/моль.
Для проведения дестилляции необходимо обеспечить тепловое равновесие в реакционной системе. Если суммарное значение \(\Delta H^o\) для реакции будет отрицательным, то реакция будет экзотермической, и тепло будет выделяться. Если же суммарное значение \(\Delta H^o\) будет положительным, то реакция будет эндотермической, и тепло будет поглощаться.
Для нашей реакции, чтобы определить, происходит ли выделение или поглощение тепла, мы должны вычислить сумму значений \(\Delta H^o\) для образования продуктов и вычесть из нее сумму значений \(\Delta H^o\) для образования реагентов:
\[\Delta H^o_{\text{общ}} = \sum\Delta H^o_{\text{обр.prod}} - \sum\Delta H^o_{\text{обр.реаг}}\]
Давайте произведем вычисления:
\(\Delta H^o_{\text{общ}} = (-1427,8 \, \text{кДж/моль}) + (-237,5 \, \text{кДж/моль}) - ((-803,8 \, \text{кДж/моль}) + (-2 \times 419,5 \, \text{кДж/моль}))\)
\(\Delta H^o_{\text{общ}} = - 1665,3 \, \text{кДж/моль}\)
Полученное значение \(\Delta H^o_{\text{общ}}\) является отрицательным, что означает, что в данной реакции выделяется тепло. Таким образом, проведение дестилляции щелочи в стеклянной емкости возможно, так как стекло обладает достаточной прочностью для выдерживания выделения тепла в данной реакции.
Необходимо, однако, учитывать, что при работе с большими объемами или высокими температурами, может потребоваться специальное стекло, которое обладает улучшенной термостойкостью.
Надеюсь, что данное объяснение позволяет понять школьнику возможность проведения дестилляции щелочи в стеклянной емкости, основываясь на значениях стандартных изменений энергии Гиббса для данной реакции. Если у вас остались дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их!