Алмаз, теплота сгорания

Пример 2. Теплоты сгорания графита и алмаза соответственно равны 394,1 кдж/г-атом и 394,9 кдж/г-атом. Найти теплоту перехода графита (Сг) в алмаз (С ), если [c.87]

Удельная теплота сгорания графита при 290° К равна —394,5 кдж/г-атом, а удельная теплота сгорания алмаза при той же температуре —395,4 кдж/г-атом. Удельные теплоемкости этих веществ соответственно равны 0,710 и 0,505 дж/г-град. Рассчитать тепловой эффект аллотропного перехода графита в алмаз при 0° С. [c.49]

Из приведенного примера видно, что при помощи закона Гесса можно вычислить теплоту какой-либо реакции без ее непосредственного измерения, если известны теплоты реакций, комбинированием которых она может быть представлена. Это важно для таких реакций, которые трудно осуществить в калориметре. Например, практически невозможно измерить теплоту превращения графита в алмаз — процесса, осуществляемого в настоящее время в промышленных масштабах. Однако можно с большой точностью определить теплоты сгорания графита и алмаза с образованием углекислого газа и по ним вычислить теплоту превращения. Теплоты сгорания графита и алмаза равны 94,052 и 94,505 ккал соответственно. Запишем термохимические уравнения этих реакций [c.22]

Теплоты сгорания аморфного углерода, графита и алмаза соответственно равны — 409,2 —394,6 и —395,3 кдж/г-атом. Рассчитать теплоту аллотропного превращения 1) аморфного углерода в графит 2) аморфного углерода в алмаз 3) графита в алмаз. [c.29]

Для углерода недостаточно применять обозначение (кр.), поскольку кристаллический углерод может существовать в двух различных модификациях -в виде алмаза или графита.] Требуется выяснить, будет ли в этой реакции выделяться теплота, которую следует учесть при конструировании реактора. Подобный синтез никогда не проводился (и, по-видимому, никогда не будет осуществлен), но тем не менее можно получить ответ на поставленный вопрос, используя данные о теплотах некоторых легко осуществляемых реакций. Теплотой сгорания вещества, содержащего С, N, О и Н, называется теплота реакции данного вещества (в расчете на его одномолярное количество) с достаточным количеством кислорода, продуктами которой являются СО2, N2 и жидкая Н2О. Теплоты сгорания легко поддаются измерению и исторически были первыми теплотами реакций, измерявшимися и табулируемыми систематически. Подробные таблицы теплот сгорания можно найти в специальных термохимических справочниках. Теплоты сгорания метана и алмаза равны [c.92]

В качестве примера расчета АЯ° труднореализуемого процесса рассмотрим превращение графита в алмаз. Теплоты сгорания обеих разновидностей углерода (Сал и Сгр) известны [c.34]

При 298,2К и 1,0Ы0 Па молярная энтропия алмаза равна 2,457, а графита 5,73 Дж/К. Теплота сгорания алмаза 387,9, а графита 382, кДж/моль. Плотности алмаза и графита соответственно равны 3,513-10 и 2,26-10 кг/м . Рассчитайте АЯ перехода алмаза в графит при 298,2 К и 1,01-10 Па. Какая форма — графит или алмаз — является стабильной при этих условиях Может ли быть получена другая стабильная форма при повышении давления Если да, то каким должно быть давление [c.92]

Из сказанного в настоящем разделе видио, что при использовании таблиц стандартных величин интересующие нас тепловые эффекты определяются по разности больших величин (например, теплота превращения графит—алмаз). Даже сравнительно небольшие погрешности при измерениях тепловых эффектов могут привести к большим ошибкам в значениях вычисляемой теплоты. Б связи с этим в современной калориметрии разработаны методы, позволяющие производить измерения с очень высокой степенью точности. Так, теплоты сгорания определяются с точностью до 0,01%. Специальные дифференциальные калориметры, использующие электрические способы измерения температуры,дают возможность измерять количества тепла с точностью до 10 кал. [c.25]

Энтропия 1 г-атом, графита равна 5,74, алмаза 2,38 дж/град при 25° С. Теплота сгорания алмаза превышает теплоту сгорания графита на 752 дэю. Вычислить изменение изобарного потенциала при изотермном переходе графита в алмаз. Какой вывод можно сделать из найденного результата [c.67]

Теплоты сгорания алмаза, графита ц карбина равны —394,1, —396,3 и —356,1 кДж/моль соответственна. [c.77]

Рентгеноструктурными, электронографическими и другими новыми методами исследования структуры углерода установлено, что чистый углерод кристаллизуется с образованием кубической (алмазы) и гексагональной (графит) форм. В узлах кристаллической решетки алмаза каждый атом углерода направляет свои четыре о-связи к четырем соседним атомам. Расстояние между атомами в решетке алмаза такое же, как между атомами углерода в органических соединениях— 1,54 А. Энергия связи между атомами углерода весьма высока, что обусловливает высокую твердость алмаза, малую его летучесть и большую химическую стойкость. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим при нагреве алмаза без доступа воздуха он переходит в термодинамически более устойчивое состояние — в графит. В кристалле графита (рис. 12) атомы углерода в базисных плоскостях расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 1,42 А, т. е. на таком л<е расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находяш,ихся на расстоянии 3,345 А. Относительно большое расстояние между базисными плоскостями обусловливает специфические физико-химические и механические свойства графита. Значительное расстояние между базисными плоскостями приводит к тому, что между ними могут внедряться атомы других элементов меньших размеров. [c.50]

Изменение энтальпии АН или внутренней энергии AU в химической реакции зависит от того, в каком состоянии находятся исходные вещества и продукты реакции. Так, например, теплота сгорания графита не равна теплоте сгорания алмаза, и теплота растворения газообразного НС1 различается для случаев образования 1 М и 0,1 М растворов. Чтобы облегчить табулирование термодинамических данных, приняты определенные стандартные состояния, для которых и приводятся значения термодинамических свойств. Стандартное состояние газа — это идеальный газ при 1 атм и данной температуре для твердого вещества — это характерное кристаллическое состояние при 1 атм и данной температуре, например графит для углерода и ромбическая сера для серы. Стандартное состояние растворенного вещества — это концентрация, при которой активность равна единице (разд. 4.10). Температуру стандартного состояния необходимо указывать особо. Термодинамические функции часто табулируются при 25° С, но следует помнить, что стандартное состояние не обязательно подразумевает эту температуру. [c.30]

Теплота сгорания графита на 0,20 ккал/г-атом ниже, чем теплота сгорания алмаза, откуда следует, что графит является более стабильной модификацией углерода. Поэтому в условиях, при которых возможна кристаллизация углерода, нормальным является образование графита. Так, растворенный в жидком железе углерод при охлаждении частично-выделяется в виде графита. Этим и объясняется серая окраска чугуна. [c.462]

Измерение теплот сгорания, проводимое калориметрическим путем, дает возможность определить энергию образования органических соединений. Метод наиболее широко применяется для исследования углеводородов. Так, например, определив экспериментальным путем теплоту сгорания углеводорода и вычтя из полученной величины значения теплот сгорания п атомов углерода (реакция С + Ог- -СОг), п+1 молекул Нг (реакция Нг + /г Ог—НгО) и количество энергии, необходимой для получения свободных атомов углерода и водорода (теплота сублимации алмаза и энергия диссоциации молекулы водорода), находят теплоту образования молекулы углеводорода из свободных атомов углерода и водорода. Определив эту величину для нескольких предельных углеводородов (по крайней мере для двух), можно вычислить энергию связей С—С и С—Н, считая, что она не изменяется при переходе от одного углеводорода [c.535]

Получаем, таким образом, величину того же порядка, как и теплоты сгорания алмаза и графита при сгорании в СО атомарного углерода выделилось бы не 29,7, а 142 + 29,7 = 172 Кал. [c.397]

Из сопоставления теплот сгорания алмаза (—395,3 кДж/моль), графита (—393,5 кДж/моль) и карбина (—360,0 кДж/моль) следует, что наиболее стабильная модификация углерода — карбин, а наименее стабильная — алмаз. [c.425]

Определение теплот сгорания . Измерение теплот сгорания, проводимое калориметрическим путем, дает возможность определить энергию образования органических соединений. Метод наиболее широко применяется для исследования углеводородов. Так, например, зная теплоту сгорания углеводорода С.(Нз +.з, значения теплот сгорания п атомов углерода (реакция С + О2— -СОг), п + I молекул Нг (реакция Нг + /гОг—>Н2О) и количество энергии, необходимой для получения свободных атомов углерода и водорода (теплота сублимации алмаза и энергия диссоциации молекулы водорода), можно вычислить теплоту образования молекулы углеводорода из свободных атомов углерода и водорода. Определив эту величину для нескольких предельных углеводородов (по крайней мере для двух), можно вычислить энергию связей С—С и С—Н, считая, что ее значение не изменяется при переходе от одного углеводорода к другому. Если вычислить энергию образования какого-либо другого углеводорода как сумму найденных ранее величин энергии связей С—С и С—Н, а затем определить эту энергию экспериментальным путем, — получается хорошее совпадение обоих результатов. [c.88]

Удельный вес графита 2,26, а алмаза 3,513, т. е. примерно в полтора раза больше. Теплота сгорания графита 94,05 ккал, а алмаза значительно больше, а именно 94,50 ккал. Из этого следует, что превращение графита в алмаз сопровождается затратой 94,50—94,05=0,45 ккал тепла на грамм-атом С. Таким образом, реакция графит 5 алмаз есть реакция эндотермическая и сопровождающаяся резким уменьшением объема. Применяя принцип ле Шателье, мы заключаем поэтому, что превращению графита в алмаз должны благоприятствовать высокая температура и высокое давление. Это подтверждает предположение, что находимые на поверхности земли алмазы вынесены из громадных глубин потоками лавы. Но согласно расчетам, чтобы добиться полного решения проблемы синтеза алмаза из графита, необходимо прибегнуть к давлениям порядка 60—70 тыс. атм при нагревании графитовой массы до 1700—1800°. Такие жесткие условия опыта находятся на пределе возможного для современной техники. [c.524]

Характер распределения ССЕ в твердых телах позволяет разделить их по степени симметрии на кристаллические п аморфные нефтяные дисперсные структуры. Твердые нефтяные тела, в которых расположение соединений имеет дальний порядок, соответствующий периодическому повторению определенной архитектуры в трех измерениях, называют кристаллическими, а расположение соединений в них — кристаллической структурой. Порядок, свойственный расположению соединений внутри твердого тела, часто приводит к симметрии его внешне] ) формы. Например, кристаллы графита имеют гексагональную форму, в базисных плоскостях атомы расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 0,142 нм, т. е. на таком же расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находящихся на расстоянии 0,3345 нм. Кристаллы графита имеют высокую симметрию. Аналогично другая форма кристалла углерода — алмаз — образует куб. В узлах кристаллическо 1 решетки алмаза а-связи каждого атома углерода направлены к четырем соседним атомам. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим осуществляется переход при нагреве алмаза в графит в термодинамически более устойчивое состояние, в результате чего формируется новая симметрия. Симметрия также свойственна таким твердым нефтяным телам, как парафины. Известны нефтяные твердые тела с ближним порядком расположения соединений, они являются не кристаллами, а крайне вязкими жидкостями. К ним относятся, например, битумы, пеки, остаточные крекинг-остатки и др. [c.165]

Сопоставление теплот сгорания алмаза (394,1 к<3ж/г-а/п),графита (396,3кдж/ г-ат) и карбина (356,1 кдж/г-ат) говорит о том, что графит — наиболее стабильная модификация углерода. Поэтому при кристаллизации углерода, например из металлических растворов, образуется графит, а при сильном нагревании до 1000—1500°С (без доступа воздуха) алмаз превращается в графит. Перевод же графита в алмаз возможен лишь при очень высоких давлениях и температурах (см. стр. 221). При нагревании до 2800°С карбин также превращается в графит. [c.448]

При сгорании 10 г графита выделилось 330,4 кДж теплоты, 1 г алмаза —32,94 кДж, а 1,5 г карбина — 45 кДж. Рассчитайте теплоты сгорания алмаза, графита и карбина. Какое из аллотропных видоизменений углерода наиболее стабильно в обычных условиях [c.139]

Мы не будем углубляться здесь в дальнейшее рассмотрение энергий связей, так как с их помощью нельзя получить никаких новых сведений. Исключение в этом случае составляют молекулы типа окиси углерода, в которых, по крайней мере, один нз элементов обнаруживает ненормальную валентность. (См. последний абзац 3.3.) Действительно, неяссредственное использование теплот сгорания не только более удобно, поскольку оно не требует ненужной стадии вычисления энергий молекул, но позволяет также избежать некоторых более существенных трудностей, связанных с использованием уравнений 3—6 и 8—15. Дело в том, что точность некоторых величин, приведенных в этих уравнениях, может быть поставлена под сомнение. Так, в теплоте сублимации алмаза возможная ошибка может быть больше 25 ккал/г-атом в ту или иную сторону. Поэтому значения энергий связей иногда недостоверны. Однако эти обстоятельства совсем не сказываются на изложенном способе расчета энергий резонанса, так как значения величин, найденные для энер- [c.118]

Следовательно, изменение энтальпии при превращении графита в алмаз АЯпревр = +0,453 ккал, т. е. оно сопровождается поглощением тепла. Обобщая этот результат, отметим, что теплота реакции может быть найдена как разность между теплотами сгорания исходных веществ и теплотами сгорания продуктов реакции или АЯреакции = А (ДЯсгораиия). Как и ранее, для записи этой разности используется символ А. Это правило, особенно ценное для органической химии, указывает на полезность составления таблиц теплот сгорания различных веществ. Такие таблицы отвечают общему требованию, по которому в таблицах должны фигурировать характеристики, относящиеся к веществам, а не к реакциям. Вместе с тем выбор для табулирования теплот сгорания имеет и существенные недостатки. В калориметрическом опыте далеко не всегда удается достичь одной и той же степени окисления продуктов сгорания. Измерения теплот сгорания получили значение в термохимии лишь вследствие относительной простоты соответствующих опытов, а не потому, что они дают более важные характеристики, чем теплоты других реакций. [c.22]

Различие свойств возможных полиморфных модификаций, образуемых данным веществом, является результатом той или иной внутренней перестройки кристалла. Однако все эти модификации теряют свои различия, если вещество расплавить или растворить. Следовательно, различие свойств полиморфных форм одного и того же вещества ограничивается лишь областью твердых состояний. Продукты химических реакций тех или иных полиморфных модификаций данного вещества такж<2 не различаются между собой. Например, двуокись углерода СО2, образующаяся при сжигании алмаЛ, ничем не отличается от СОз, получающейся при сгорании графита. Однако тепловой эффект реакции образования химического соединения зависит от того, в какой полиморфной модификации было взято исходное вещество. Так, теплота сгорания алмаза иная, чем графита. [c.127]

По-видимому, может существовать отличная и от графита, и от алмаза линейная форма элементарного углерода (карбин), слагающаяся из цепных полимеров типа (—С С—С = С—)п (т. н. полиинов) или ( = С = С = С = ) (т. н. кумуленов). Исходя из ацетилена был получен продукт, содержащий до 99,9% углерода и представляющий собой трехфазную систему, в которой кристаллы полиина и кумулена сочетаются с аморфным углеродом. Он черного цвета, имеет плотность около 2,0 г/сл , ни в чем не растворяется, обладает свойствами полупроводника л-типа и переходит в графит лишь выше 2000 С. Интересно, что теплота сгорания карбина — 85,2 ккал/г-атом — гораздо меньше, чем у других форм углерода (доп. 4). Причина этого не ясна. [c.506]

Установлено далее, что кривые удельной теплоемкости =f(T) разных полимеров углерода располагаются в такой последовательности (снизу вверх) алмаз - фафит - антрацит, шунгит - карбин, термически обработанный полифурфурол. Теплота сгорания карбина Q=354,2-372,1 кДж/моль значительно ниже теплот сгорания фафита (394,1 кДж/моль) и алмаза. Сделан вывод , что цепочечный углерод термодинамически более устойчив, чем фафит и алмаз. [c.34]

Найдите теплоту сгорания алмаза, если стандартная теплота сгорания графита равна -393,51 кДж/моль, а теплота фазового перехода С(графит) С(алмаз) равна 1,88 кДис/моль. [c.123]

Для того чтобы объяснить небольшую разницу в энергиях разрыва связей С—С в алифатических углеводородах и в алмазе, с одной стороны, и в ароматических углеводородах и в графите, с другой стороны, разницу, которая составляет около 4 — 6 ккал, Файянс (1920) принимает два рода взаимодействий. Во-первых, это взаимодействие между атомом, расположенным в центре углеродного тетраэдра, с атомами, находящимися в углах тетраэдра сильное центральное взаимодействие С 2.С, СЛН. Во-вторых, гораздо более слабое взаимодействие между атомами, которые расположены на одном ребре тетраэдра реберное взаимодействие или связь С .С, С Н, Н Н. В то время как в алмазе имеются реберные связи .L , в углеводородах, с увеличением числа групп СН , к ним постепенно прибавляются еще реберные связи САН и НАН. В выражении для теплоты горения газообразных углеводородов появляется ряд дополнительных членов, зависящих Т)т таких реберных связей, которые и объясняют изменение разностей теплот сгорания на каждую группу СНд при продвижении по гомологическому ряду, различие этих величин в различных гомологических рядах, небольшие различия в теплоте горения изомеров и, наконец, различие в атомных константах для теплот горения углерода в углеводородах и в алмазе. [c.49]

АДАМАНТАН (диамантан, трициклодекан) i Hie, мол. в. 136,24 — бесцветные окта.эдрич, кристаллы с легким камфарным запахом содержит систему атомов углерода, подобную алмазу т. пл. 269°, возгоняется d 1,07 Яд1,568 хорошо растворяется в ароматич. углеводородах теплота сгорания 1451,7 ккал моль. Частоты в ИК-спектре (в КВ г) [c.13]

Позднее она была обнаружена в природе. Это цепи (sp-гибриди-эация), между которыми осуществляется слабое взаимодействие. Таким образом, если алмаз является трехмерным полимером, состоящим из атомов углерода, а графит можно рассматривать как двумерную модификацию, то карбин является линейным полимером углерода, представляющим собой его одномерную модификацию. Это черный мелкокристаллический порошок, обладающий полупроводниковыми свойствами под действием света его электропроводность сильно возрастает. Карбин — наиболее стабильная форма углерода. Для процесса С (карбин) == С (графит) AGf = = 39,9 — 0,005327 (кДж/моль). Теплота сгорания карбина (—360 кДж/моль) меньше, чем у графита (—393 кДж/моль) — сказывается эффект сопряжения л-связе й. Расстояние между цепями у карбииа меньше (295 пм), чем между слоями графита. [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология