Существует ли возможность окисления железа кислородом при температуре 381 К (энтропия S равна 6,0 Дж/моль*К, энтальпия

Радужный_Мир

55

Конечно! Чтобы узнать, существует ли возможность окисления железа кислородом при данной температуре, мы можем использовать соотношение Гиббса. Соотношение Гиббса (ΔG) связывает энтальпию (ΔH), энтропию (ΔS) и температуру (T) следующим образом:

\[
\Delta G = \Delta H - T\Delta S
\]

Для получения ответа, мы должны вычислить значение ΔG, подставив известные значения ΔH, ΔS и температуру T.

В данном случае, ΔH = -307 кДж/моль и ΔS = 6,0 Дж/моль*К. Однако, прежде чем продолжить, необходимо привести единицы измерения энтальпии и энтропии к одним и тем же единицам. Так как ΔS измеряется в Дж/моль*К, а ΔH измеряется в кДж/моль, приведем ΔH к Дж/моль, умножив его на 1000:

\[
\Delta H = -307 \times 1000 \, Дж/моль = -307000 \, Дж/моль
\]

Теперь, подставим значения в уравнение соотношения Гиббса:

\[
\Delta G = -307000 \, Дж/моль - (381 \, К) \times (6,0 \, Дж/моль*К)
\]

Рассчитаем значение ΔG:

\[
\Delta G = -307000 \, Дж/моль - 2286 \, Дж/моль
\]

\[
\Delta G = -309286 \, Дж/моль
\]

Теперь мы можем сделать вывод на основе значения ΔG. Если ΔG < 0, то реакция окисления будет спонтанной при данной температуре. Если ΔG > 0, то реакция будет непротекающей при данной температуре.

В данном случае, значение ΔG равно -309286 Дж/моль, что является отрицательным значением. Следовательно, окисление железа кислородом возможно при температуре 381 К.

Теперь перейдем к составлению уравнения реакции. В данном случае, окисление железа (Fe) будет соединяться с кислородом (O2). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

\[ 4Fe + 3O2 \rightarrow 2Fe2O3 \]

Таким образом, при окислении железа кислородом при температуре 381 К образуется диоксид железа (Fe2O3).