Рассчитать материальный баланс производства хлора методом электролиза водного раствора хлорида натрия: 2NaCl + 2Н2О = 2NaOH + Cl2 + Н2. Концентрация хлорида натрия в растворе 310 г/л. Плотность раствора при условиях электролиза 1,17 кг/л. Степень разложения 50 %. Расчёт вести на 1000 м3 хлора.
Дельта Н дана, дельта S считается по табличным данным термодинамических величин
Дельта S хим. реакции = сумма дельта S всех продуктов - сумма дельта S всех исходных веществ ( по уравнению, коэффициенты считаются)
Дельта S хим. реакции = 2*дельта S (H2O (г) +2*дельта S (Cl2 г) - 4*дельта S (HCl г) - дельта S (O2)
Учтите, что дельта H измеряется в кДж/моль, а дельта S в Дж/моль
дельта G = дельта H - T*дельта S
Реакция протекает самопроизвольно в прямом направлении, если дельта G < 0,
т. к. дельта H = - 114,42 кДж < 0, чтобы дельта G < 0, нужно чтобы T*дельта S < дельта H, т. е. T < T равновесия, при этом более сильным окислителем является кислород
если дельта G > 0, то будет протекать обратная реакция, чтобы дельта G > 0, нужно чтобы T*дельта S > дельта H, т. е. T > T равновесия, при этом более сильным окислителем будет хлор
N=1,5*6,02*10^23=9,03*10^23. N=9,03*10^23 . ( молекул) .
б) Так как v=m / M ( m - масса=0,007кг ( в системеСИ) , М - молярная масса водорода=0,002кг/моль. ) , подставим в предыдущую формулу, получим
N=m*Na / M . N = 0,007*6,02*10^23 / 0,002=21,07*10^23. N=2,1*10^24. (молекул) .
в) 4кмоль=4000моль. Подставим в формулу из задачи ( а ) , N = v*Na .
N=4000*6,02*10^23=2,4*10^27. N = 2,4*10^27. ( молекул) .
( Na - постоянная Авогадро=6,02*10^23 ( 1 / моль)).