Равновесие в системе наступит в том случае, если энергия Гиббса системы равна 0 Т.е. ΔrG⁰ = 0 Т.к. ΔrG⁰ = ΔrH⁰ - TΔrS° наша задача упрощается и сводится к решению простого уравнения: ΔrH⁰ - TΔrS° = 0 ΔrH⁰ - известно - 128,05 кДж*моль⁻¹ ΔrS° рассчитаем по закону Гесса: ΔrS° = S⁰(CH₃OH) - [S⁰(CO) + 2S⁰(H₂)] Из справочника: S⁰(CH₃OH) = 0,127 кДж*моль⁻¹К⁻¹ S⁰(CO) = 0,198 кДж*моль⁻¹*К⁻¹ S⁰(H₂) = 0,131 кДж*моль⁻¹*К⁻¹ Подставляем в закон Гесса: ΔrS° = 0,127 - (0,198 + 2*0,131) = -0,333 кДж*моль⁻¹*К⁻¹ Фактически, задача решена, в наше уравнение вставляем значения энтропии и энтальпии: 0 = -128,05 - T(-0,333) 128,05 = 0,333T T = 385,53К ответ:
n=m\M
M(CuSO4)=160 г\моль
n(CuSO4)=48\160=0,3 моль
m(Na2S)=0,078*100=7,8 г
M(Na2S)=78 г\моль
n(Na2S)=7,8\78=0,1 моль - полностью прореагирует с р-ом CuSO4
CuSO4+Na2S->CuS(осадок)+Na2SO4
n(Na2S)=n1(CuSO4)=n(Na2SO4)=n(CuS)=0,1 моль
n2(CuSO4)=0,3-0,1=0,2 моль
CuSO4+Fe->FeSO4+Cu
n(Fe)=n(Cu)=x моль
64*x-56*x=0,8
x=0,8\8=0,1 моль - количество железа, вступившего в реакцию с р-ом CuSO4
n(Fe)=n(Cu)=0,1 моль
n3(CuSO4)=0,2-0,1=0,1 моль
m(раствора)=100+300-96*0,1+56*0,1-64*0,1=389,6 г - конечный раствор
M(FeSO4)=152 г\моль
m(FeSO4)=0,1*152=15,2 г
m(CuSO4)=160*0,1=16 г
M(Na2SO4)=142 г\моль
m(Na2SO4)=142*0,1=14,2 г
w(FeSO4)=15,2\389,6=0,039 (3,9%)
w(CuSO4)=16\389,6=0,04107 (4,107%)
w(Na2SO4)=14,2\389,6=0,0364 (3,64%)
Т.е. ΔrG⁰ = 0
Т.к. ΔrG⁰ = ΔrH⁰ - TΔrS° наша задача упрощается и сводится к решению простого уравнения:
ΔrH⁰ - TΔrS° = 0
ΔrH⁰ - известно - 128,05 кДж*моль⁻¹
ΔrS° рассчитаем по закону Гесса:
ΔrS° = S⁰(CH₃OH) - [S⁰(CO) + 2S⁰(H₂)]
Из справочника:
S⁰(CH₃OH) = 0,127 кДж*моль⁻¹К⁻¹
S⁰(CO) = 0,198 кДж*моль⁻¹*К⁻¹
S⁰(H₂) = 0,131 кДж*моль⁻¹*К⁻¹
Подставляем в закон Гесса:
ΔrS° = 0,127 - (0,198 + 2*0,131) = -0,333 кДж*моль⁻¹*К⁻¹
Фактически, задача решена, в наше уравнение вставляем значения энтропии и энтальпии:
0 = -128,05 - T(-0,333)
128,05 = 0,333T
T = 385,53К
ответ: