Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
= [10-46 ´486 ¸6.023] 3/2 ¸(6.62´10-34) 3== [80.69] 3/2´1033¸ [290.12] = 2.498´1033.
14.2) Вращательная
q0r (CO) = 8´p2´I ´1.38´10-23´2000/h2 =2.1792´10-18´ I/(6.62´10-34) 2 =720.
Момент инерции: I(CO) =1.138´10-26´1.273´10-20=1.448´10-46 кг´м2
14.3) Колебательная от нулевого колебательного уровня
q0v (CO) =1/{1 - exp(-h/ kT) }= 1/ (1-0.21) =1/0.79=1.265.
14.4) Электронная (отсчёт энергий нулевых уровней - от свободных атомов C и O)
q0el (CO) = 1´ exp [-E e(CO) / kT] =exp [-(-64.5)] = 0.973´10-28.
14.5) Мольная q0 (CO) = 2.498´1033´720´1.265´1028=
=2.498´720´1.265´1061=2.275´1064. .
14.6) Молекулярная статсумма CO (2-й сомножитель в Kp):
Q(CO) = 0.16442´2.275´1064/6.023´1023=6.21´1039.
15) Статистические суммы атома C:
15.1) Поступательная
q 0t (C) = [2´p´1.38´10-23´2000´0.012¸(6.023´1023)] 3/2 ¸(6.62´10-34) 3=0.700´1033.
15.2) Электроннаяq 0el (C) = gel (C, терм 3P) = 9.
15.3) Мольная q0 (C) = 0.700´1033´9 =6.300´1033.
15.4) Молекулярная статсумма атома C (3-й сомножитель в Kp):
Q(C) = 0.16442´6.300´1033/6.023´1023=1.72´109.
16) Статистические суммы атома O:
16.1) Поступательная
q0t (O) = [2´p´1.38´10-23´2000´0.012¸(6.023´1023)] 3/2 ¸(6.62´10-34) 3=1.078´1033.
16.2) Электроннаяq 0el (O) = gel (O, терм 3P) = 9.
16.3) Мольнаяq0 (O) =1.078´1033´9= 9.699´1033.
16.4) Молекулярная сумма атома O (4-й сомножитель в Kp):
Q(O) = 0.16442´9.699´1033/6.023´1023=2.647´109.
Таблица 2. Сводка статистических сумм для реакции CO(газ) =C(газ) +O(газ)
|
qt0 |
qr0 |
qV0 |
qe0 |
Q0 |
i |
Q0 | |
|
CO |
2.498´1033 |
720 |
1.265 |
0.973´10-28 |
2.275´1064 |
- 1 |
6.21´1039 |
|
C |
0.700´1033 |
1 |
1 |
9 = g(3P) |
6.300´1033 |
+1 |
1.72´109 |
|
O |
1.078´1033 |
1 |
1 |
9 = g(3P) |
9.699´1033 |
+1 |
2.647´109 |
|
Kp=7.33´10-22 |
17) Константа равновесия Kp (безразмерная):
Kp= [Q0(CO)] -1 ´Q0(C) ´Q0(O)
Kp = (1.72´109) ´(2.647´109) ´ [6.21´1039] -1=1.72´2.647´0.161´109´109´10-39=7.33´10-22.
Безразмерны статистические суммы и полученная константа безразмерна.
Её модуль тот же, что и у Kp, где размерностью давления является атмосфера.
Резюме:
Полученный нами результат заметно лучше того, что приведён в учебнике. Это наглядная иллюстрация больших преимуществ современной электронной вычислительной техники, тогда как в учебнике расчёты выполнялись старыми способами – по таблицам и логарифмической линейке. Отклонение от экспериментальной величины и его квадрат у нас меньше: