CC BY
39
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 536.74 + 541.12.012.2
В.Я. Хентов
Д.х.н., профессор ЮРГПУ, г. Новочеркасск, РФ
В.В. Семченко К.х.н., доцент ЮРГПУ, г. Новочеркасск, РФ
СВЯЗЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ С ТЕМПЕРАТУРОЙ ДЕБАЯ МЕТАЛЛА
Аннотация
Рассмотрена связь термодинамической устойчивости ряда химических процессов с температурой Дебая металлического элемента. Это касается свободной энергии гидратации ионов щелочных и щелочноземельных металлов, образования оксидов щелочных металлов, образования бромидов щелочноземельных металлов, термолиза диоксидов щелочных металлов.
Ключевые слова
Термодинамическая устойчивость, температура Дебая металла, корреляция, коэффициент корреляции.
Основным уравнением термодинамики, связывающем изменение энергии Гиббса ДС£, с константой химического равновесия К, является уравнение изотермы Вант-Гоффа [1, с. 9]:
= RTlnK.
Это уравнение позволяет применить термодинамику для описания химических систем. Отрицательная величина ДС^ указывает на большую величину константы K, следовательно, на слабую устойчивость исходных веществ. Большое положительное значение ДС^ связано с малой величиной константы K. Однако реакции с положительными значениями ДС^ просто не могут происходить.
Таким образом, можно утверждать, что термодинамическая устойчивость имеет большее значение для практики по сравнению с кинетической устойчивостью. В этой связи для твердофазных реакций представляется интересным установление корреляции термодинамической устойчивости раз-личных химических соединений с важнейшим интегральным параметром твердого тела - температурой Дебая металлического элемента.
В ряде работ было показано, что физические параметры простых [2, с. 729-732] и сложных веществ [3, с. 85-88; 4, с. 12-14] тесно связаны с харак-теристической температурой Дебая металлических элементов [5, с. 229]. Поэтому термодинамические корреляции необходимо признать важными.
Начнем с того, что стандартные свободные энергии гидратации ионов Li+, Na+, K+, Rb+ и Cs+ при 298,15 К [1, с. 152] тесно связаны с температурой Дебая металлического элемента (рис. 1).
Рисунок 1 - Зависимость стандартной свободной энергии гидратации ионов АО0 от температуры Дебая
Коэффициент корреляции 0,99
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_
Аналогичная зависимость получена для ионов Mg2+, Ca2+, Sr2+ и Ba2+:
AG° = 1075,8051 + 1,91970, коэффициент корреляции 0,996. Стандартные теплоты образования оксидов щелочных металлов также надежно связаны с температурой Дебая металла (рис. 2) [6, с. 48].
Температура
Рисунок 2 - Зависимость стандартной теплоты образования оксидов щелочных металлов АН от температуры Дебая металла 1 - Cs2O, 2 - Rb2O, 3 - K2O, 4 - Na2O, 5 - Li2O Коэффициент корреляции 0,999 Существует вполне надежная связь между стандартной энтальпией образования бромидов щелочноземельных металлов АН [1, с. 91] и темпе-ратурой Дебая металлического элемента (рис. 3).
160 240 320 Температура Дебая. К
Рисунок 3 - Зависимость стандартной энтальпии образования бромидов щелочноземельных метал-лов АН от температуры Дебая металлат Коэффициент корреляции 0,992 Надежно связаны с температурой Дебая металлического элемента стандартные энтальпии термолиза диоксидов щелочных металлов АН (рис.4). Процесс термолиза протекает по схеме: MO2(тв) = 0,5M2O2(тв) + 0,502, где М - металлический элемент.
Температура
Рисунок 4 - Зависимость стандартных энтальпий термолиза диоксидов ще-лочных металлов АН от температуры Дебая металлического эле-мента Коэффициент корреляции 0,999
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_
Список использованной литературы:
1. Джонсон Д. Термодинамические аспекты неорганической химии. Пер. с англ. - М.: Мир, 1985. - 328 с.
2. Хентов В.Я., Гасанов В.Г. / О связи физических свойств простых веществ (^-элементов I и II групп) периодической системы с характеристической температурой твердого тела. // Инженерно-физический журнал, 2015. - Том 88. - № 3. - С. 729-732.
3. Хентов В.Я. / Связь давления полиморфного перехода галогенидов s-эле-ментов I группы с температурой Дебая металла. // Materialy X Mi^dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Strategiczne pytania swiatowej nauki - 2014» Vol. 31. Matematyka. Fizyka. Przemysl: Nauka i studia, 2014. - Str. 85-88.
4. Хентов В.Я. / Связь основных параметров кристаллов галогенидов s-элементов I группы с температурой Дебая металла. // Перспективы развития научных исследований в 21 веке: сборник материалов 4-й международной науч.-практ. конф., (г. Махачкала, 28 февраля, 2014г.) - Махачкала: ООО «Апробация», 2014. - С. 12-14.
5. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. - М.: Наука, 1978. - 432 с.
6. Березин Б.Д., Ломова Т.Н. Реакции диссоциации комплексных соединений. - М.: Наука, 2007. - 278 с.
© Хентов В.Я., Семченко В.В., 2016
