Углеводороды, свободные энерги

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

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

По термодинамическим свойствам ацетилен существенно отличается от большинства других углеводородов. Он является в высшей степени эндотермическим соединением. Для образования из элементов 1 моля ацетилена необходимо затратить 54 ккал тепла. В связи с этим в отличие от большинства других углеводородов свободная энергия образования ацетилена из элементов при повышении температуры не возрастает, а надает. Следовательно, чем выше температура, тем выше термодинамическая устойчивость ацетилена. [c.114]

До начала применения статистических методов точные термодинамические величины углеводородов были определены в основном при комнатной температуре. Теплота образования была получена использованием данных о теплоте сгорания и энтропиях, которые рассчитываются интегрированием экспериментальных теплоемкостей. Свободные энергии образования затем были рассчитаны по теплоте образования и изменению энтропии. Эти величины, отнесенные обычно к температуре 298° К, сведены в таблицы. [c.372]

Из данных табл. 10 следует, что среди ароматических углеводородов свободная энергия образования бензола минимальна. По мере роста молекулы алкилбензола с увеличением длины радикалов и их числа свободная энергия растет. В этом же направлении, как известно, падает и термическая стабильность молекул. [c.11]

В табл. 29 приведены данные по А2 бр при разных температурах для некоторых углеводородов. Свободная энергия образования молекулы водорода На (газ) равна 0. [c.155]

Позже Франклин [121, положив в основу метод Питцера, а также-более точные данные о термодинамических функциях, составил новые-таблицы значений свободной энергии структурных групп углеводородов и некоторых других органических соединений, содержащих кислород, (спирты, альдегиды, кислоты и др.), азот и серу. [c.204]

В табл.7.1 приведены данные по свободной энергии образования некоторых углеводородов при различных температурах и стандартном давлении (101325 Па). Видно, что значение А2 для всех углеводородов зависит от молекулярной структуры и существенно возрастает с ростом Их молекулярной массы и повышением температуры (кроме ацетилена). Из этих данных следует вывод о том, что высокомолекулярные углеводороды, обладающие, по сравнению с низкомолекулярными, большим запасом энергии образования А2д,, термически менее стабильны и более склонны к реакциям распада, особенно при высоких температурах термолиза. [c.10]

Следующей, также достаточно хорошо изученной группой моноциклических углеводородов являются цикланы состава С,Н14. Они представлены пятью изомерами, из которых четыре принадлежат к гомологам циклопентана (в этой главе мы рассматриваем только структурные изомеры). Равновесные соотношения между ними были определены как экспериментальным, так и расчетным путем по значениям свободных энергий соответствующих углеводородов, приведенных в классической фундаментальной работе Россини с соавторами [9]. Сопоставление расчетных и полученных путем равновесной изомеризации данных приведено в табл. 30. Поскольку соотношения между геометрическими изомерами при осуществлении структурной изомеризации получаются естественно те же, что и при конфигурационной изомеризации, то мы, как в табл. 30, так и в последующих таблицах этой главы, будем приводить сумму пространственных изомеров данной структуры. Данные же о равновесных соотношениях геометрических изомеров уже рассматривались в главах 1 и 2. [c.103]

Свободная энергия образования (в кДж/моль) некоторых углеводородов при разных температурах [c.11]

Больше того, как мы увидим несколько позже, из углеводородов различных классов — парафинов, олефипов, ароматических и гидроароматических, — такой синтез при телшературах, близких к комнатной, термодинамически возможен только в с [учае парафиновых углеводородов (отрицательная свободная энергия). [c.105]

Гибридные углеводороды являются одним из главных источников всех углеводородов меньшего молекулярного веса и с меньшим запасом свободной энергии. [c.46]

Свободная энергия образования А Z] алканов (изопарафиновых углеводородов) от С, до g, ккал/моль [2J [c.469]

Для термодинамического вычисления равновесия, выполняемого при исследовании, необходимо знать значение теплоты сгорания с максимальной точностью, так как теплота образования НгО и СОг велика по сравнению с теплотой образования углеводородов. Необходимо также знать с особой точностью значения теплоты для вычисления свободной энергии и энтропии. Необходимо также с особой тщательностью выбирать значения из литературы, так как многие определения были проведены до появления современного лабораторного оборудования наиболее падежные данные для чистых углеводородов приведены Россини, сотрудничавшим в Американском нефтяном институте [295]. [c.201]

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]

Ацетилен термодинамически неустойчив в широком интервале температур (до 3923 °С). Интересно, что величина свободной энергии образования ацетилена имеет положительные значения до 3923 °С и уменьшается с увеличением температуры, в то время как- для многих других углеводородов характер этой зависимости обратный (рис. 34). [c.100]

Такие данные в 1виде уравнений изменения свободной энергии образования соответствующих углеводородов в зависимости от температуры реакции приведены в табл. 3. [c.33]

С точки зрения термодинамики, окисление ароматических углеводородов можно проводить в широком температурном интервале, в котором величина изменения свободной энергии реакции имеет отрицательные значения. [c.169]

Т аб лица 3. Уравнения изменения свободной, энергии образования углеводородов для характерных реакций [c.35]

Очень близкие по своей физической сущности идеи высказывались и раньше. Так, Абрамзон и Славин [30] показали, что меж-молекулярные связи между органическими соединениями и растворителями с симметричными силовыми полями обладают свойством аддитивности по входящим в молекулу группам. На этом основана шкала межмолекулярных связей между молекулами органических соединений, разработанная авторами [30]. Изучая взаимодействие алифатических спиртов и углеводородов, Абрамзон и Славин показали [31], что свободная энергия растворения любых алифатических углеводородов нормального строения в данном спирте, отнесенная к одной группе СН2, одинакова. [c.93]

Свободная энергия образования углеводородов из элементов С (графит) и Нг (газ) в стандартном состоянии является мерой термодинамической устойчивости этих углеводородов. Однако равновесия типа [c.9]

ЧТО дает возможность проводить сравнение свободных энергий и качественно предсказывать возможные превращения различных углеводородов. [c.10]

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

Рис. 1.2. Свободная энергия образования углеводородов, отнесенная к

Подсчеты изменений свободной энергии реакций синтеза показывают, что при температурах 200—325° возможно достигнуть высоких равновесных выходов всех парафинов, олефинов и спиртов, за исключением метанола. Равновесные выходы для нафтенов и ароматических углеводородов имеют меньшие значения, чем для парафинов. Расчеты показывают также, что равновесные степени превращения (при синтезе углеводородов выше j) растут с увеличением рабочего давления при постоянной температуре в пределах 200—400°. Образование заметных количеств ацетилена термодирамически невозможно при обычных условиях синтеза (250—325°, 1—50 ат). Парафины и олефины, получающиеся в синтезе, имеют преимущественно нормальное строение, а олефины являются глав- [c.520]

Растворы высокомолекулярных углеводородов в жидком пропане можно отнести к классу атермальных, поэтому перераспределение компонентов в системе до равновесного состояния связано с затратой свободной энергии. Таким образом энтропийная составляющая свободной энергии определяет свойства атермальных растворов, так как теплота смешения у атермальных растворов отсутствует. [c.220]

Деалкилирование ароматического кольца. Процессы деалкилирова-ния ароматических углеводородов представляют особую важность для производства бензола, толуола, нафталина и прочих ценных ароматических углеводородов. Реакции де алкилирования являются реакциями, обратными алкилированию и, так как изменение свободной энергии последних до 540° С остается отрицательным, то для проведения деалкилиро-вания большинства ароматических углеводородов обычно требуются относительно высокие температуры. [c.104]

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]

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]

Понижение температуры обычно приводит к увеличению содержания в равновесных смесях наиболее устойчивого изомера. При низких температурах, как и в случае углеводородов ряда циклопентана, основную роль в термодинамической устойчивости пространственных изомеров будет играть их относительная энтальпия, определяемая количеством скошенных (бутановых) взаимодействий, присущих изомерам, имеющим аксиальную ориентацию заместителей (как уже было указано, для метильного радикала эта величина составляет 1800 кал/моль). Роль энтропийного фактора в общем уровне свободной энергии становится меньшей, и в равновесных смесях преобладает один наиболее устойчивый стереоизомер. [c.39]

Уже указывалось, что термодинамическая устойчивость любого углеводорода или потенциальная возможность превращения в смесь изомеров определяется зависящим от строения значением его свободной энергии. Последняя может быть рассчитана по известной формуле [c.101]

Значение свободной энергии может быть определено из соотношения (1) путем определения энтальпии и энтропии продуктов реакции. Возможен и иной путь определения свободной энергии, основанный на анализе равновесной смеси изомеров при определенной температуре. Правда, в последнем случае определяются не абсолютные значения свободных энергий углеводородов, а лишь вычисляемая из соотношения gK = — АСт I 4,577 [c.101]

На рис. 1 показаны свободные энергии реакций дегидрирования к-алканов С5—Сц до м-алкенов-1, и циклизации -гексана и м-гентана соответственно в бсмьзол и толуол. Как видно из графика, реакция циклизации является более благоприятной, чем дегидрирование до олефинов. Однако давление действует на первую реакцию сильнее, чем на последнюю. Кроме того, из алканов или С, могут быть получены несколько различных олефинов и лишь один определенный тип ароматической молекулы. Таким образом, учитывая оба этих факта (4), при температуре 800° К и рабочем давлении около 10 ат, можно, по-видимому, ожидать получения равных выходов ароматических углеводородов и смеси трех, вероятно, в равных концентрациях олефинов, если разность величин изменения свободной энергии не превышает примерно 8 ккал. В действительности эта разность при 800° К составляет около 25 ккал, т. с. в присутствии вещества, катализирующего обо реакции, должен преобладать процесс циклизации. [c.166]

Питцер [И], воспользовавшись правилом аддитивности, предложил подсчитывать свободную энергию как сумму свободных энергий групп, составляющих молекулу, с учетом симметрии и некоторых других ко])-ректирующих факторов. Этот метод был разработан автором на основе анализа данных о термодинамических функциях углеводородов. [c.203]

Позже, на основании спектроскопических данных, Брнквидд, Москов и Астон [29] вычислили термодинамические функции для ряда углеводородов, в том числе и ацетилена. Воспользовавшись данными этих авторов, мы рассчитали свободную энергию и 1 рдля реакции образования [c.259]

Так, например, на основании снектросконических данных Питце ) [20] произвел расчет термодинамических величин (в том числе и свободной энергии) для ряда парафиновых и непредельных углеводородов. В 1941 г. опубликована статья Россини и Питцера [21], в которой с помощью наиболее точных в то время данных о свободных энергиях углеводородов вычислены константы равновесия реакций изомеризации бутанов, пентанов. гексанов и гептапов в интервале 25—727° С и соответ- [c.300]

Для большого числа газообразных углеводородов и их производных, а также для многих неорганических газов стандартные свободные энергии и теплота образования при различных температурах найдены и сведены в таблицы. Метод, посредством которого были определены эти показатели, представляет интерес с различных точек зрения. Рассматриваемые закономерности носят характер фундаментального соотношения между термодинамическими характеристиками реакций и компонентов реакций. Следовательно, эти закономерности применимы к любым реакциям в той же мере, что и к реакциям образования. Добавим, что в ряде случаев можно будет получить достаточно полные термодинамические характеристики веш естБа, но надо будет привести их в удобный вид, испо.тьзуя те же закономерности. [c.362]

Для экспериментальной проверки карбидного механизма синтеза смесь СО и водорода была пропущена над радиоактивным карбидом железа ГваС [360]. Полученная при этом углеводородная смесь содержала только 10—15% от того количества радиоактивного С1 , которое должно было образоваться, если бы РезС действительно было промежуточным соединением. Наконец, свободная энергия образования РезС и РезС из элементов настолько велика, что их восстановление в алифатические углеводороды Се п выше термодинамически невозможно [374], [380]. [c.596]

Кроме того, на синтезируемых органиками препаратах физико-хи-мщки получают возможность ставить и решать весьма важные д.ля технологии и использования нефти вопросы, как-то окисляемость и горение углеводородов (смолообразование, детонация), определение теплот образования и свободной энергии- отдельных углеводородов и т. д. [c.48]

Термический распад сырья с образованием большого количества непредельных углеводородов заканчивается в пирозмеевике, который интенсивно обогревается, так как для реакций распада требуется подвод тепловой энергии. Если бы продукты подвергались на выходе из пирозмеевика быстрому охлаждению (закалке), то цепь радикальных превращений при этом заканчивалась бы и рекомбинация радикалов приводила бы к образованию большого количества непредельных углеводородов. Но в реакторе радикальные превращения продолжаются, в результате чего образуется повышенное количество асфальтенов, вы-сокомолекуля1рная часть которых уплотняется до нерастворимых в бензоле. Реакции уплотнения—(перехода в новую форму с наименьшей свободной энергией сопровождаются выделением тепла. И чем выше температура сырья на входе в реактор, тем [c.29]

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]

Определяя экспериментально равновесные концентрации стерес-изомеров, мы имеем возможность определить уровень свободной энергии (вернее,разницу в свободных энергиях) различных пространственных изомеров. При этом обычно не выделяют отдельно ни значение энтальпии (АНт), ни энтропии (А8т ) В то же время, определяя значение константы равновесия между отдельными пространственными изомерами при разных температурах, легко рассчитать разницу в энтальпиях и энтропиях исследуемых углеводородов. Для этих целей строится график зависимости lg p от обратной температуры или решается система несложных уравнений. (Подробности этих расчетов неоднократно описывались в [c.24]

Следует также учитывать, что мы можем определить на основании ifp по известной формуле lgKp= — ДСг/4,57Г только разницу в свободных энергиях двух стереоизомеров, а затем приближенно рассчитать лишь разницу в теплосодержаниях и энтропиях этих соединений, т. е. фактически речь идет об определении термодинамических параметров (изменения энтальпии и энтропии) реакции изомеризации одного углеводорода в другой. [c.25]

Роль энтропийного фактора (Д5т ), как это следует из самой природы формулы (1), становится особенно заметной при повышенных температурах. Поэтому приведенные в табл. 1—5 данные по равновесным концентрациям стереоизомеров при 500—бОО Кважны тем, что они учитывают сложную зависимость между строением и энтропией углеводородов. В то же время при более низких температурах разница в свободных энергиях пространственных изомеров, особенно для относительно простых структур, может быть достаточно точно определена на основании некоторых обш их положений конформационного анализа. Так, например, разницу в энергетическом содержании цис- и пракс-1,2-диметилциклопен-танов можно приравнять разнице в энергиях между заслоненной (характерно для г йс-вицинального расположения заместителей 5300 кал/молъ) и частично заслоненной (характерно для транс-вицинального расположения заместителей 3500 кал/молъ) бута-новыми конформациями. Энергетически эта разница соответствует двум скошенным (гом) бутановым конформациям и составляет примерно 1800 кал моль. [c.25]

Так же как и в углеводородах циклонентанового ряда, первые конфигурационные (пространственные) изомеры возникают среди дизамещенных циклогексанов. Правило, устанавливающее связь между их конфигурацией и физическими (физико-химическими) свойствами, обычно также связывается с именами Ауверса и Скита. В современной редакции оно выглядит следующим образом из двух пар эпимеров (имеются в виду только углеводороды) меньшим содержанием свободной энергии, более низкой температурой кипения (и, следовательно, меньшим временем удерживания) будет обладать эпимер, имеющий экваториальную ориентацию обоих заместителей. Для диметилзамещенных углеводородов это правило соблюдается строго, однако для углеводородов, имеющих заместители большего молекулярного веса, правило сохраняет [c.29]

Особенно успешно этот метод стал применяться в последние годы в связи с успехами в области анализа сложных углеводородных смесей. Этот метод может быть применен к углеводородам различного молекулярного веса и строения и, в отличие от старых классических методов определения термодинамических характеристик, не требует больших количеств углеводородов высокой степени чистоты. В то же время при помощи этого метода можно определять составы равновесных смесей значительно более точно, чем это достигается на основании предварительно определенных данных по свободным энергиям отдельных изомеров. Важной особенностью экспериментального метода (может быть, отчасти и его недостатком) является то, что в данном случае определяется лишь относительная устойчивость углеводородов, составляющих основу равновесных смесей. Углеводороды же, концентрации которых в условиях равновесия незначительны, т. е. ниже, чем это определяется аналитическими возможностями, автоматически исключаются из рассмотрения состава равновесных смесей. Эта особенность важна при исследовании равновесия в смэсях, состоящих из углеводородов достаточно большого молекулярного веса, т. е. как раз в тех случаях, когда большое количество теоретически возможных изомеров затрудняет использование расчетных методов. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология