Sau đây tôi xin tiếp tục hoàn thành nốt phần lý thuyết của topic này với bài viết về Nhiệt động hoá học, gồm:
1. Hai nguyên lý của Nhiệt động học.
2. Có một công thức không bao giờ quên: ΔG = ΔH + T . ΔS
Phần 1: Hai nguyên lý của nhiệt động học
1. Nguyên lý thứ nhất ( hay anh em ta vẫn hay gọi là Định luật bảo toàn năng lượng):
“Năng lượng không tự sinh ra hoặc tự biến mất mà chỉ có thể biến từ dạng này sang dạng khác”
Có lẽ là tôi không cần phải nói nhiều về nguyên lý này nữa vì chúng ta đã được tiếp xúc từ lâu. Có thể nói đây là nguyên lý áp dụng cho mọi lĩnh vực, từ tự nhiên tới xã hội, cũng là vấn đề mà chủ nghĩa duy tâm và duy vật choảng nhau cả mấy ngàn năm.
Chính vì vậy tôi chỉ xin nêu một số ví dụ hay hệ quả của nguyên lý này để mọi người đọc chơi:
+ Không thể tạo ra được động cơ vĩnh cửu vì không tồn tại một máy có khả năng sản ra năng lượng mà không tiêu tốn năng lượng ở bên ngoài.
+ Một hôm, trời nắng chang chang. Lão nhà giàu từ nhà bạn về mồ hôi nhễ nhại liền bắt thằng hầu quạt cho mình. Một lúc sau, lão sảng khoái hỏi thằng hầu:
_ Hay nhỉ, mồ hôi của tao đi đâu rồi hết mày nhỉ?
Thằng hầu kính cẩn thưa:
_ Dạ, bẩm ông, nó chạy hết sang người con rồi đấy ạ.
>>>>> Một ví dụ chứng tỏ khả năng nghiên cứu khoa học bẩm sinh của dân tộc ta từ ngàn xưa. Việt Nam muôn năm!!!!
2. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học:
Trước khi đọc về nguyên lý này các bạn phải đọc và nắm được khái niệm về entropi qua bài viết của anh Thiên ở trên.
Theo nguyên lý thứ nhất thì khi một dạng năng lượng này biến mất thì xuất hiện một lượng tương đương của dạng năng lượng khác.
Tuy nhiên, thực nghiệm đã chứng tỏ mọi dạng năng lượng ( cơ, điện, hoá học) đều có thể biến hoàn toàn thành nhiệt, trong khi đó, nhiệt không bao giờ có thể biến đổi hoàn toàn thành các dạng năng lượng cơ, điện, hoá học,... mà luôn còn lại một lượng không thể biến đổi được.
Xin các bạn hãy tập trung vào phần chữ đỏ. Tôi sẽ không giải thích gì thêm vì từ nguyên lý này chúng ta sẽ đi ngay tới công thức quan trọng bậc nhất ngay đây:
Phần 2: Công thức “quên chết liền”, ( hay còn gọi là “hiểu cũng chết liền” )
ΔG = ΔH – T . ΔS
Đây là phương trình cơ bản của nhiệt động hoá học. Để gắn liền với nguyên lý thứ 2 ở trên, ta viết lại dưới dạng sau:
ΔH = T . ΔS + ΔG
Vâỵ ta thấy nguyên lý 2 đã được thể hiện quá rõ ràng:
Nhiệt ΔH của bất kì quá trình nào cũng đều gồm có hai phần:
+ ΔG là phần nhiệt dùng để sinh công.
+ T.ΔS là phần nhiệt không thể sinh công mà dùng để biến đổi entropi (độ hỗn loạn) của hệ. ( VD như làm hệ nóng lên, các phân tử di chuyển mạnh hơn >> tăng entropi.)
Chính bởi vậy, nhiệt ΔH không bao giờ có thể biến đổi hoàn toàn thành công ΔG
Vậy ý nghĩa của ΔG là gì?
ΔG là phần nhiệt dùng để sinh công để thực hiện quá trình.
Xét một phản ứng:
+ Nếu ΔG < 0, có nghĩa là ta không phải sinh ra công để thực hiện quá trình ~~> quá trình tự diễn biến.
+ Nếu ΔG > 0, có nghĩa là ta phải cung cấp công để thực hiện quá trình ~~> quá trình không tự diễn biến.
Nói tóm lại, tính được ΔG cuả một phản ứng, ta xác định phản ứng đó có xảy ra hay không.
Áp dụng:
Ta sẽ áp dụng công thức vừa biết để xét một phản ứng: Phản ứng phân huỷ đá vôi:
CaCO3(r) = CaO(r) + CO2(k)
Biết ΔHo298 = 177,9 kJ
ΔSo298 = 160,75 J/độ
Áp dụng công thức trên, ta tính ΔG của phản ứng ở 298oK:
Tóm lại, qua ví dụ trên ta đã thấy được ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình phản ứng. Đúng như thực tế ta vẫn biết, tại 298oK đá vôi không thể phân huỷ và quá trình nghịch xảy ra dễ dàng. Còn ở 1500oK thì đá vôi bị phân huỷ ( thế cho nên người ta mới phải nung đá vôi để có vôi sống chứ ).
Câu hỏi đặt ra: Khi ΔG < 0 thì phản ứng theo chiều thuận. Khi ΔG > 0 thì phản ứng theo chiều nghịch.
Vậy khi ΔG = 0 thì sao?
( xin mời quý vị và các bạn tạm nghỉ ít phút trước khi chúng tôi đưa ra câu trả lời, tèn.. ten.. tén.. tèn.. ten.. ten.. tén.. tén.... đố biết là nhạc chương trình gì? )
Trả lời: tại nhiệt độ mà ΔG = 0 thì xác suất xảy ra phản ứng theo hai chiều là như nhau.
Từ đó ta có bài toán như sau:
Fe2O3(r) + 3 H2(k) = 2 Fe(r) + 3 H2O(k)
Biết ΔHo = 95,813 kJ
ΔSo = 141,4 J/độ
1, Ở nhiệt độ thường phản ứng xảy ra theo chiều nào?
2, Ở nhiệt độ nào thì phản ứng bắt đầu đổi chiều?
Đáp số: 678oK.
Bài này viết vội, có gì sai sót mong được lượng thứ và phê phán thẳng thắn. Các bác thấy thiếu phần nào cứ nói để tôi bổ sung, hay các bác ra tay tung chưởng viết luôn thì tốt ( còn thiếu ảnh hưởng của S lên G, định nghĩa G, v.v... có cần thêm ko nhỉ? )
1/Tính năng lượng liên kết trung bình C-H và C-C từ các kết quả thực nghiệm sau :
Nhiệt đốt cháy (kJ/mol) của CH4 = =801,7 . C2H6 = -1412,7 . Hidro = -241 . Than chì = -393,4 .
Nhiệt hóa hơi than chì = 715 .
Năng lượng liên kết H-H = 431, 5
Các kết quả đều đo ở 1 atm !
2/Xác địng năng lượng Nguyên tử Hóa của NaF (E-NaF) biết :
Năng lượng phân ly của NaF = 6,686 eV
Thế Ion hóa thứ nhất của Na = 5,139 eV
Ái lực e thứ nhất của F = - 3,447 eV
Đó là 2 dạng bài mình thấy là hay gặp nhất , còn với nhũng dạng khác , bạn cũng dễ dàng tìm thấy ở bất cứ các bộ Đề thi HSG nào đó ( như Olympic 30-4 thì cả dống )
Tiếp theo là những bài tập thuộc dạng khó khăn đây
Entanpy hình thành tiêu chuẩn và Entropy tiêu chuẩn theo nguyên lý 3 của một số chất như sau :
CO2(aq) : -412,9kJ/mol và 121 J/K.mol
H2O(l) : -285,8 kJ/mol và 69,9 J/K.mol
NH3(aq) : -80,8 kJ/mol và 110 J/K.mol
Ure (aq) : -317,7 kJ/mol và 176J/K.mol
Trong dung dịch nước thì Ure bị thủy phân theo phản ứng sau đây :
Ure(aq) + H2O(l) ---> 2NH3(aq) + CO2(aq)
a/ Hãy tính Delta G và hằng số cân bằng của phản ứng ở 298K
b/ Phản ứng thủy phân Ure có xảy ra hay ko ở 298K trong các điều kiện sau đây :
[Ure]=1M
[H2O]=55,5M
[CO2]=0,1M
[NH3]=0,01M
Theo em biết thì có 3 phương pháp luyện gang thành thép là phương pháp Bessemer , phương pháp Martin và phương pháp lò điện.Nhưng trong đó phương pháp Martin lại đc sử dụng nhiều hơn 2 phương pháp kia.Tại sao vậy?
Chính xác phải dùng AgBr để rửa phim bạn à... cho nóvào thì ta sẽ làm phản ngược lại các màu trong phim... Vì màu đen mình nhìn thấy trong hình chính là màu trắng trong fim..
Cái qui chế cụ thể thế nào bạn có thể tìm trong các tài liệu nhiếp ảnh đấy ^^
Hình như ko phải vậy đâu mình nghe nói là Ag ko phải của nước rửa phim mà là của phim thì phải cái đó thì mình ko rõ lắm nhung dù gì cũng cảm ơn Long đã giải thích cho mình
Các bác cho em hỏi có phản ứng nhiệt phân sắt (III) oxit thành sắt (II) oxit và oxi không nhỉ ? Cô giáo em bảo có nhưng em lại nghĩ là nó theo chiều ngược lại chứ nhỉ ?
cái này thì như sau :Trong môi trường khử Fe2O3 dễ dàng bị khử thành FeO theo phản ứng sau ở 900°C:
Fe2O3 + CO => 2FeO + CO2
TÀI LIỆU BỔ SUNG
Sắt (III) oxit (công thức Fe2O3) là một ôxít của sắt. Nó có phân tử gam 160 g/mol, hệ số giãn nở nhiệt 12,5.10 -6 /°C, nhiệt độ nóng chảy 1565°C.
Về mặt hoá học, ôxít sắt cũng thuộc nhóm ôxít lưỡng tính như nhôm ôxít. Fe2O3 không phải là một ôxít dễ chảy, nó là một ôxít khó chảy. Fe2O3 là dạng phổ biến nhất của ôxít sắt tự nhiên. ngoài ra có thể lấy chất này từ đất sét màu đỏ.
Trong vật liệu gốm
Các hợp chất sắt là các chất tạo màu phổ biến nhất trong nghành ceramic. Sắt có thể biểu hiện khác biệt tùy thuộc môi trường lò, nhiệt độ nung, thời gian nung và tùy theo thành phần hoá học của men. Do đó có thể nói nó là một trong những nguyên liệu lý thú nhất.
Trong môi trường nung khử, Fe2O3 dễ dàng bị khử (do cacbon hay các hợp chất lưu huỳnh trong nguyên liệu, trong môi trường lò) thành FeO và trở thành chất chảy. Nếu muốn giữ được ôxít sắt ba, từ 700–900°C, môi trường nung phải là ôxy hoá. Trong môi trường nung ôxy hoá, nó vẫn là Fe2O3 và cho màu men từ hổ phách (amber) đến vàng nếu hàm lượng tối đa trong men là 4% (rõ rệt hơn nếu men có ôxít chì và calcia), cho men màu da rám nắng (tan) nếu hàm lượng khoảng 6% và cho màu nâu nếu hàm lượng Fe2O3 cao hơn.
Màu đỏ của ôxít sắt ba có thể biến đổi trên một khoảng rộng trong khoảng nhiệt độ nung thấp dưới 1050⁰C. Nếu nung thấp thì có màu cam sáng. Nhiệt độ tăng màu sẽ chuyển sang đỏ sáng rồi đỏ sậm và cuối cùng là nâu. Chuyển biến từ đỏ sang nâu xảy ra đột ngột trên một khoảng nhiệt độ hẹp, cần lưu ý.
Hầu hết các loại men sẽ có độ hoà tan ôxít sắt ba khi nung chảy cao hơn khi ở trạng thái rắn do đó sẽ có ôxít sắt kết tinh trong men khi làm nguội, môi trường ôxy hoá hay khử. Men có hàm lượng chất chảy cao, điểm nóng chảy thấp sẽ hoà tan được nhiều sắt hơn.
Kẽm làm xấu màu của sắt. Titan và rutile với sắt có thể tạo hiệu quả đốm hay vệt màu rất đẹp. Trong men khử (reduction glaze) có Fe2O3, men sẽ có màu từ turquoise đến apple green (khi men có hàm lượng soda cao, có ôxít bo). Trong men canxia, Fe2O3 có khuynh hướng cho màu vàng. Trong men kiềm cho màu từ vàng rơm (straw yellow) đến vàng nâu (yellow brown). Men chì nung thấp, men kali và natri có màu đỏ khi thêm Fe2O3 (không có sự hiện diện của bari).
Fe3O4 (ôxít sắt từ) là hỗn hợp của Fe2O3 và FeO, kết quả của phản ứng chuyển đổi không hoàn toàn hay có thể là dạng khoáng vật kết tinh tự nhiên, cho màu nâu. Dạng sau dùng để tạo đốm nâu li ti (specking) trong men.
Ngoài chức năng tạo màu, thêm Fe2O3 vào men giúp giảm rạn men (nếu hàm lượng sử dụng dưới 2%).
FeO trong vật liệu gốm có thể được hình thành bởi phản ứng khử ôxít sắt (III) trong lò nung. Khi sắt ba đã bị khử thành sắt hai trong men thì rất khó ôxy hoá trở lại. FeO là một flux oxide mạnh, có thể thay thế cho ôxít chì hay ôxít canxi.
Hầu hết các loại men sẽ có độ hoà tan sắt hai khi nung chảy cao hơn khi ở trạng thái rắn do đó sẽ có ôxít sắt kết tinh trong men khi làm nguội, môi trường oxy hoá hay khử.
(wiki)
thay đổi nội dung bởi: longraihoney, ngày 11-07-2006 lúc 06:38 PM.
P/S chút ^ ^ Phản ứng trên xảy ra dễ dàng nếu đất sét đỏ chứa Fe2O3 cũng có chứa thêm nhiều các tạp chất hữu cơ. Vì sao mong các cao thủ hữu cơ chỉ giáo giúp
thay đổi nội dung bởi: longraihoney, ngày 11-07-2006 lúc 06:43 PM.
Hỏi về phương pháp luyện gang thành thép
.gif "Matcuoi (14)")
Linear Mode
