Свободная энергия углерода

Предложена модель расчета влияния избыточной свободной энергии на сдвиг равновесия при образовании твёрдых растворов. Показано, что зависимость этого сдвига от концентрации имеет максимум. Величина максимума определяется температурой, избыточной свободной энергией углерода и не зависит от природы металлов, образующих растворы карбидов и нитридов. Максимум смещается по оси [Me ]/[Me/N] ([МеС] и [MeN] - концентрации карбидов и нитридов в равновесном твёрдом растворе) от О при ДСс/Т к I при ДОс/Т—> 0. Физический смысл этого смещения состоит в том, что при низких температурах и высоких значениях ДСс превалирует энтальпийный. фактор и влияние дисперсности углерода проявляется в большей степени у растворов, близких по составу к чистому соединению с более высокой свободной энергией образования (в рассматриваемом случае - к карбидам). При высокой температуре и малых значениях ДСс превалирует энтропийный фактор и влияние дисперсности углерода проявляется в большей степени у растворов эквимолекулярного состава. [c.130]

Недостаточное совпадение уравнения (4—20) с опытными данными Введенский и Фрост объясняют тем, что свободная энергия углерода, выделяющегося при распаде СН, отнюдь не равна свободной энергии графита, что бесспорно справедливо для низких температур распада метана. Между тем уравнение (3—20) приложимо к графиту. [c.79]

Свободная энергия этой реакции отрицательная и большая, что следует из вычитания уравнения свободной энергии этилена из соответствующего уравнения метана (иричем свободная энергия углерода в стандартном состоянии равна нулю) [c.163]

При легировании феррита и аустенита изменяется свободная энергия углерода, которая связана с его активностью [c.54]

Таким образом, все реакции, которые протекают с большой потерей свободной энергии, протекают активно и до конца, приобретая иногда характер взрыва. Так, например, процессы образования воды из элементов, сгорания углерода, разложения [c.167]

Рис. 16. Зависимость изменения свободной энергии некоторых углеводородов от температуры ( F кал на 1 г-атом углерода)

Пример 2. Изменение свободной энергии метана, водяных паров и окиси углерода в зависимости от температуры можно представить в виде следующих уравнений [c.192]

Бензол. Свободная энергия образования бензола из элементарного углерода и водорода является положительной при любой температуре [39]. [c.94]

Стандартные свободные энергии реакций образования водяного пара, окиси углерода, углекислоты п метана равны [c.100]

Пример. Необходимо рассчитать величину свободной энергии реакции обрааованИя метилового спирта из водорода и окиси углерода [c.117]

Согласно записанному выше правилу, для определения величины свободной энергии реакции образования метилового спирта из окиси углерода и водорода необходимо сложить уравнения (64а) и (65а) [c.118]

В расчетах методом суммирования широко используются термодинамические характеристики реакций образования веществ. Свободная энергия образования вещества в стандартных условиях, АРf, представляет собой изменение свободной энергии, происходящее при образовании этого вещества в его обычном состоянии (твердое тело, жидкость или газ) из составляющих элементов, находящихся в стандартном состоянии. За стандартное состояние элемента обычно принимается его наиболее стабильная форма при комнатной температуре. Стандартное состояние углерода — графит, водорода или кислорода — двухатомные газы. Изменение свободной энергии в стандартных условиях можно легко рассчитать, складывая стандартные свободные энергии образования индивидуальных компонентов реакции. Так, например, АР° для сгорания бутадиена (первая реакция в (УП-4) рассчитывается по выражению [c.361]

Термодинамика термического разложения метана. Общее представление о термической стабильности метана и его гомологов, по сравнению с термической стабильностью ацетилена, можно получить, рассмотрев зависимость стандартной свободной энергии образования углеводородов из простых веществ, отнесенной к одному атому углерода, от температуры (рис. 33). [c.100]

Рис. 33. Зависимость стандартной свободной энергии образования углеводородов из простых веществ, отнесенной к одному атому углерода, от температуры.

Рис. 85. Зависимость свободной энергии образования, отнесенной к 1 атому углерода, от числа этих атомов в молекулах алканов и алкенов нормального

Рис. 89. Зависимость свободной энергии AG , отнесенной к одному атому углерода, от температуры реакций образования спиртов

На рис. 21-21 показано строение молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), играющего ключевую роль в биохимическом процессе запасания энергии. Эта молекула построена из аденина (см. рис. 21-3), рибозы (моносахарид с пятью атомами углерода) и трех связанных в цепочку фосфатных групп. Концевая фосфатная группа в АТФ может гидролизоваться, или отщепляться, с присоединением к продуктам ионов ОН и Н от воды, в результате чего образуются ортофосфорная кислота и аденозиндифосфат (АДФ). Далее АДФ может снова разлагаться с образованием еще одной фосфатной группы и аденозинмонофосфата (АМФ). Наконец, отщепление последней фосфатной группы приводит к образованию аденозина. При отщеплении каждой из первых двух фосфатных групп высвобождается свободная энергия 30,5 кДж моль а при отщеплении третьей-только 8 кДж моль" Именно АТФ, а точнее его первая фосфатная связь (крайняя слева на рисунке) является главным местом запасания энергии в любой живой клетке. Каждый раз, когда молекула глюкозы биохимиче- [c.327]

В присутствии металлических катализаторов (Ре, Со, N1) (рис. I. 1) к этому равновесию удалось приблизиться с обеих сторон выше температуры инверсии [Г,- = 570° С (Кр = 1, АР > = 0)] метан должен спонтанно разлагаться. Косвенные термохимические расчеты показывают, что СН4 является наиболее устойчивым членом парафинового ряда С Нг +2, а из формулы Паркса [2] совершенно ясно, что при температурах выше комнатной все парафины при п > 2 термодинамически неустойчивы относительно распада на углерод и водород свободная энергия образования парафинов равна [c.10]

Различия между свободными энергиями циклопарафинов и парафинов значительно слабее (за исключением соединений с низким числом атомов углерода, например 3 или 4), но раскрытие кольца путем гидроге-нолиза тоже является низкотемпературной экзотермической реакцией [c.11]

Схема заполнения л-орбиталей приведена на рис. 46. Два электрона заполняют связывающую л-орбиталь, разрыхляющая л-орби-таль свободна. Энергия л-электронов = 2а 4- 2р. Так как энергия двух 2р г-электронов в Зтомах углерода равна 2а, энергия диссоциации л-связи = —2р. Кулонов- [c.108]

Соединениями, обладающими минимальным уровнем термодинамического и химического потенциалов, являются метан, графит, сероводород, аммиак, вода, двуокись углерода и другие вещества [71]. Накопление метильных групп и удлинение боковой цепи в ряду бензола объясняется снижением уровня свободной энергии в расчете на один атом углерода. [c.46]

Что же касается ароматических углеводородов, то свободная энергия в расчете на один атом углерода возрастает только от бензола к нафталину. Далее величина ее постепенно уменьшается и для графита снижается до нулевого значения. [c.46]

Преимущественное образование их как в естественных условиях залегания нефти в недрах земли, так и при термической переработке нефти и кокса обусловливается стремлением системы перейти в состояние с наименьшей свободной энергией. Одновременно с образованием сероводорода вероятно образование и ряда других сернистых соединений при соответствующих энергетических условиях. Получение сероуглерода в пределах 500—650 °С при взаимодействии серы и углерода, а также тиофена при нагревании бутадиена и н-бутана с серой являются освоенными процессами. Дальнейшее повышение температуры приводит к разрушению этих соединений. При высоких температурах сероводород диссоциирует на водород и серу. Константы диссоциации этих соединений в настоящее время хорошо изучены. [c.157]

Рис. 20. Зависимость изменения свободной энергии образования углеводородов (на 1 моль углерода) от температуры

Для рещения этого вопроса на рис. 20 приведена зависимость изменения свободной энергии образования- некоторых углеводородов от температуры в пределах 300—1200 К. Эти данные позволяют установить относительную стабильность углеводородов. Повыщение температуры снижает прочность углеводородов. Как видно из рис. 20, метан при всех температурах устойчивее других соединений термическая устойчивость парафиновых углеводородов понижается при переходе к высшим членам гомологического ряда. Следовательно, при нагревании в первую очередь расщепляются углеводороды с длинной цепью. Место разрыва связи с повышением температуры сдвигается к краю цепи, и образуются более устойчивые углеводороды с короткими цепями вплоть до метана. Однако и метан выше 820 К начинает разлагаться на углерод и водород. Метановые и нафтеновые углеводороды при низких температурах (ниже 500 К) более стабильны, а при высоких температурах более устойчивы ароматические углеводороды и олефины и поэтому при высоких температурах они будут накапливаться в продуктах расщепления. [c.63]

Заключительной стадией пиролиза тяжелых остатков является процесс их коксования [24, 25. Процесс коксования можно рассматривать и как переход исходного сырья в углеродистое вещество более упорядоченного состояния, характеризующееся меньшим значением энергии образования. В табл. 57 приведены значения свободной энергии образования некоторых соединений [26]. Максимальный уровень термодинамического и химического потенциалов имеют такие простые соединения, как метан, сероводород, аммиак, вода, двуокись углерода и элементный углерод — графит [27]. [c.171]

Образование нефтяного кокса является процессом, в результате которого появляется новая фаза процесс распадается на стадии возникновения зародышей и последующего их агрегирования. При этом система постепенно переходит из одного состояния в другое. Переход компонентов нефтяных остатков в карбоиды, а далее в графит термодинамически вполне закономерен, так как он сопровождается снижением уровня свободной энергии. В ряду бензол— -нафталин— -антрацен— -пирен— -графит запас свободной энергии в калориях на один атом углерода уменьшается в следующем порядке 4930—>-4741— -4496— -4015— -О [60]. [c.89]

Хотя при реакциях (5) и (6) выделяется почти одинаковое количество тепла, между значениями изменений свободной энергии в обоих этих процессах имеется большое различие. Ниже приведены уравнения для изменения свободной энергии в различных возможных реакциях. Уравнения составлены в расчете на 1 моль окиси углерода (все продукты газообразны) [c.58]

Рис. 6. Изменения свободной энергии в процессах каталитического гидрирования окиси углерода в алифатические углеводороды.

На рис. 11 изображена зависимость величин изменений свободной энергии образования углеводородов от температуры в пределах 300—1200° К эти величины отнесены к 1 атому углерода. В связи с тем что приведенные ниже уравнения используются для вычисления равновесий при более высоких температурах, следует указать, что результаты, полученные экстра- [c.103]

Уравнения свободной энергии образования, приведенные для высших парафинов и высших олефинов в табл. 22, являются приблизительно правильными только для углеводородов с четырьмя и более атомами углерода. Низшие насыщенные и ненасыщенные углеводороды относительно более устойчивы, чем их высшие гомологи. Это означает, что по мере уменьшения числа атомов углерода в цепи дегидрирование происходит с большим трудом. [c.106]

Для первых трех реакций — горения водорода, горения углерода и образования метана из элементов — при комнатной температуре (298° К) свободные энергии имеют отрицательное значение, т. е. течение этих реакций должно сопровождаться изменением свободной энергии системы в сторону уменьшения. Следовательно, указанные реакции лшгут протекать самопроизвольно и, каК мы увидим позже, практически до конца. [c.98]

Для реакции образования окиси углерода, нрипедепной в табл. 4, изменение свободной энергии нри комнатной температуре равно - -28644 кал. [c.99]

Поэтому было бы нанраспой затеей пытаться получить окись углерода при комнатной температуре путем обработки углерода углекислотой. Данные этой же таблицы показывают, что отрицательное значение свободной энергии достигается при температурах ЮОО К и выше. [c.99]

Поступая аналогичным образом, можно вычислить изменение свободных энергий и для остальных (4 — 9) реакций. При желании, эти вычисления читатель может выполнить сам. Приведенный здесь пример показывает, что, располагая данными о свободных энергиях образования соединений из элементов только для четырех веществ (вода, окись углерода, углекислота, метан), мы смогли вычислить свободные энергии для девяти реакций причем, легко показать, что навги возможности этим далеко еще не исчерпаны. Пользуясь теми же данными, можно выполнить аналогичные расчеты, нанример, для реакций [c.101]

Функции Свободной энергии — (2° — Но)/Т одноатомвых газов кислорода, водорода, азота и углерода от 298,16 до 5000° К, [c.400]

Рнеорг" неорганический фосфат). Первая реакция сама по себе не является самопроизвольной, так как она требует затраты свободной энергии в 226 кДж на моль глюкозы, однако необходимая свободная энергия поставляется второй реакцией, и в целом процесс является самопроизвольным с движущей силой 322 кДж. Темповые реакции небезразличны к источнику молекул НАДФ Н и АТФ, которые требуются для их протекания. Хотя в настоящее время их источником в зеленых растениях являются световые реакции, не исключено, что темповые реакции старше по возрасту и первоначально приводились в действие молекулами НАДФ Н и АТФ из других источников. Механизм темновых реакций известен под названием цикла Кальвина-Бенсона и в некотором смысле аналогичен циклу лимонной кислоты. Сначала диоксид углерода соединяется с молекулой-перенос-чиком, рибулозодифосфатом. После ряда стадий (некоторые из них вы- [c.335]

Особый интерес представляют подобные возбуждения атома углерода. В свободном атоме углерода, находящемся в нормальном состоянии, содержатся электроны 152, 2 , 2р . При образовании соединений, в которых углерод четырехвалентен, один из 2з-элек-тронов атома переходит на подуровень 2р, так что распределение электронов отвечает состоянию 1 , 2 , 2р , причем имеется четыре неспаренных электрона. Энергия, затрачиваемая на такие переходы в возбужденное состояние, может компенсироваться ири образовании валентных связей. [c.65]

Теплоту образования соединения нз простых веществ,следует отличать ог атомарной теплоты образования. Образование молекулы из с в о б о д н ы х атомов всегда сопровождается выделением энергии. При образовании же какого-нибудь соединения из простых, веществ теплота может и поглощаться, так как образование свободных атомов нз простых веществ обычно требует затраты энергии. Так, образование ацетилена из атомов углерода и водорода сопровождается выделением энергии в количестве 393,4 ккал/моль, а образованич ацетилена из графита и молекул На сопровождается поглощением 54,2 ккал/моль, так как разложение молекул Нз на атомы требует затраты энергии в количестве 104,2 ккая/моль и лля получения свободных атомов углерода из графита необходимо затратить 171,7 ккал на грамм-атом. Таким образом, на образование свободных атомов углерода и водорода в количестве, необходимом для образования одного моля ацетилена, требуется 104,2-1-2X171,7=447,6 ккал. [c.195]

Введение алкильного заместителя изменяет свободную энергию, причем это изменение зависит от числа атомов углерода в алкильной группе. Удлинение углеродной цепи приводит к росту энергетического уровня, а изомеризация ее — к снижению свободной энергии. Парафиновые углеводороды имеют более низкий уровень свободной энергии, поэтому с увеличением длины алкильного заместителя при общем повышении роста энергетического уровня молекулы благодаря снижению роли ароматического ядра свободная энергия в пересчете на атом углерода падает. [c.13]

Переход аренов в кокс и далее в графит термодинамически закономерен, так как он сопровождается снижением уровня свободной энергии. В ряду бензол-> нафталинантрацен- пирен -> графит запас свободной энергии (в кДж) на один атом углерода уменьшается в следующем порядке 20,6 19,8 18,816,8-> - 0. [c.236]

Инертность парафинов к реакциям присоединения объясняется тем, что все свободные связи углеродных атомов насыщены в них до предела водородом, т. е. вся свободная энергия связи в молекуле использована на образование связей С—Н. Химическая пассивность парафинов объясняется также и тем, что все связи в их молекулах являются гомеополярными. Парафины разветвленного строения, имеющие в молекуле один или несколько третичных атомов углерода, более реакциопноспособны, чем нормальные парафины, они пегко вступают в реакции замещения с азотной и серной кислотами л другими реагентами. [c.54]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология