гг = -178000+64,2·Т – (-164000+19,2·Т) = -14000 + 45·Т,
а с учетом эмпирической поправки для перехода мономера из газообразного состояния в кристаллический полимер:
гк = -14000 + 45·Т – 4000 + 7,5·Т = -18000 + 52,5·Т [кал/(моль·К)].
При 298 К:
гк (298)= -18000 + 52,5·298 = -2355 кал/моль = -9867,45 Дж/моль;
Тепловой эффект реакции:
Qр-ии= -∆Н0 = 18000 кал/моль = 75,42 кДж/моль.
∆S0 гк = 52,5 кал/моль·К= 219,98 Дж/моль·К.
Таким образом, реакция является экзотермической.
.
Предельная температура полимеризации:
ТПР = .
2.
Выберем температурный интервал и рассчитаем изменение энергии Гиббса, логарифм константы равновесия реакции полимеризации для построения графиков зависимости этих величин от температуры:
Изменение теплоемкости в реакции полимеризации определим как разность между теплоемкостью полимера и теплоемкостью мономера:
Энтальпию реакции полимеризации можно определить из уравнения Кирхгофа:
.
Тогда, после интегрирования:
,
где постоянную интегрирования можно определить, подставив в приведенное выше уравнение Т = 298 К, Дж/моль:
Тогда получим зависимость:
.
Поскольку зависимость энергии Гиббса от температуры определяется следующим образом:
,
то после интегрирования можно записать:
,
откуда постоянную интегрирова- ния I2 можно определить, подставив , Дж/моль:
Тогда температурная зависимость энергии Гиббса:
Значение может быть вычислено по уравнению:
.
Логарифм константы скорости равен:
.
Рассчитаем ∆Н0 , ∆S0, ∆G0, и lnKp для разных температур. Полученные значения сведем в нижеследующую таблицу:
Температура, К |
∆Н0 , кДж/моль |
∆S0 , Дж/моль·К |
∆G0 , кДж/моль |
lnKp |
Kp |
270 |
-75774,34 |
-221,22 |
-16044,52 |
7,15 |
1270,90 |
280 |
-75662,07 |
-220,81 |
-13834,31 |
5,94 |
380,99 |
290 |
-75533,52 |
-220,36 |
-11628,39 |
4,82 |
124,33 |
300 |
-75388,43 |
-219,87 |
-9427,19 |
3,78 |
43,80 |
310 |
-75226,51 |
-219,34 |
-7231,11 |
2,81 |
16,54 |
320 |
-75047,50 |
-218,77 |
-5040,52 |
1,89 |
6,65 |
330 |
-74851,10 |
-218,17 |
-2855,79 |
1,04 |
2,83 |
380 |
-73598,74 |
-214,65 |
7967,95 |
-2,52 |
8,03·10-2 |
480 |
-69631,06 |
-205,47 |
28995,90 |
-7,27 |
6,99·10-4 |
580 |
-63481,57 |
-193,90 |
48983,08 |
-10,16 |
3,88·10-5 |
680 |
-54872,82 |
-180,27 |
67707,93 |
-11,98 |
6,29·10-6 |