Рассчитать стандартную ЭДС этан- кислородного топливного элемента при250 С

Рассчитать стандартную ЭДС этан- кислородного топливного элемента при250 С

Работа топливных элементов этого типа основана на реакции окислении этана на катализаторах в диоксид углерода . Вода выделяется на катоде. Протоны (H+) проходят через протонообменную мембрану к катоду, где они реагируют с кислородом   и образуют воду. Электроны   проходят через внешнюю цепь от анода к катоду, снабжая энергией внешнюю нагрузку.
На аноде C2Н6 + 4H2O → 2CO2 + 14H+ + 14e−
На катоде 3.5O2 + 14H+ + 14e− → 7H2O
Общая для топливного элемента: CH3OH + 1,5O2 → CO2 + 2H2O
С2Н6 +3,5О2 →2 СО2 + 3Н2О
ЭДС данного элемента рассчитываем на основании уравнения
∆G = - n* F* E
По таблице ФХВ находим значение Н0 обр и для всех реагирующих веществ, затем производим вычисления
, кДж/моль, , Дж/(мольК)
С2 Н6(г) -84,67 229,5
О2(г) 0 205,03
СО2(г) -393,78 231,82
Н2О(ж)-285,84 69,96
Рассчитываем стандартное изменение энтальпии реакции:
= (n ) – (m )=
( 3* ( -285,84) + 2*( -393,78) ) - ( -84,67) .= - 1560,41 кДж
< 0 – экзотермическая реакция.
Рассчитываем стандартное изменение энтропии реакции:
= (n ) – (m )=
( 3*.69,96 + 2*231,82 ) - ( 229,5 +3,5*205,03) = -274,53 Дж/ К
Рассчитываем стандартное изменение энергии Гиббса реакции:
= – = - 1560,41 – 298*( -274,53 *10-3 )= -1642,22кДж .
∆G = - n* F* E
E = - ∆G / n* F* = 1642220 /14*96500 =1,21 B