​​​​​​​Чистый хром выдерживают во влажном водороде при температуре 1500К градусов и общем давлении 105 Па. Какое может быть максимальным давление, водяного пара в газовой фазе, чтобы не произошло окисление хрома при указанной температуре (Решение → 28403)

Заказ №38836

Чистый хром выдерживают во влажном водороде при температуре 1500К градусов и общем давлении 105 Па. Какое может быть максимальным давление, водяного пара в газовой фазе, чтобы не произошло окисление хрома при указанной температуре

Решение:

1. Окислительные свойства газовой фазы при высоких температурах зависят от парциального давления в ней кислорода. При наличии в газовой фазе компонентов, которые могут реагировать с кислородом, необходимо производить расчет равновесия реакций горения. Таким образом, в данном случае необходимо учитывать развитие реакции 2H2+О2=2H2O Равновесное давление кислорода определяется из выражений для констант равновесия соответствующих реакций. Окислительные свойства H2O при высоких температурах определяются развитием реакции диссоциации воды. Равновесное давление кислорода в газовых смесях H2O–H2 определим из условий равновесия реакции H2+1/2О2=H2O Из выражения для константы равновесия этой реакции находим Р 1/2 О2=(РН2О/РН2)/Кр Логарифмируя, получим lgPO2=2[lg(РН2О/РН2)-lgКр] Из справочных таблиц для реакции горения водорода находим ΔН=-246115 Дж/моль ΔS 0=54,12 Дж/моль*К Температура системы Т=1500К Вычислим потенциал реакции ΔG 0 T=ΔН 0 Т+ ТΔS=-246115+54,12*1500=-164935 Дж/моль но, известно, что ΔG 0 T=-RTlnКр, тогда lnКр=-ΔG 0 T/RT=164935/8,31*1500=13,23 ( - модуль перехода от натуральных логарифмов к десятичным). lgKp=13,23*0,43=5,7  6 Кр=106 lgPO2=2[lg(РН2О/РН2)-5,7]=2lg (РН2О/РН2)-12 Следовательно, равновесное давление кислорода зависит от соотношения давления водяного пара и водорода. 3. Свойства идеальных газов описываются уравнением Менделеева – Клапейрона РV=nRT где P – давление