Тема выпускной квалификационной работы Анализ ассортимента, свойства и применение термопластичных фторсодержащих полимеров
![]()
|
3 Термодинамический анализ реакции полимеризации ТФХЭРеакция полимеризации трифторхлорэтилена: ![]() Поскольку в литературных источниках отсутствуют некоторые термодинамические данные о полимере произведем их расчет по Сато и Шоудля твердого и жидкого агрегатного состояния при Т= 298 К [27]. Таблица 6 – групповые вклады в мольную теплоемкость для ПТФХЭ
Приближение для температурной зависимости теплоёмкости для политрифторхлорэтилена записывается в следующем виде: ![]() ![]() Для перевода калорий в Джоули воспользуемся коэффициентом Россини, равному 1 кал=4,184 Дж ![]() ![]() Таблица 7 – групповые вклады в мольную теплоемкость для ТФХЭ
Приближение для температурной зависимости теплоёмкости для трифторхлорэтилена записывается в следующем виде: ![]() ![]() Для перевода калорий в Джоули воспользуемся коэффициентом Россини, равному 1 кал=4,184 Дж ![]() ![]() Рассчитаем изобарно-изотермический потенциал образования целевого продукта, для этого суммируем групповые вклады. Таблица 8 – групповые вклады в мольную теплоемкость для ПТФХЭ
Получаем: ![]() Или: ![]() S°298= -36,872Дж/К Таблица 9 – групповые вклады в мольную теплоемкость для ТФХЭ
Получаем: ![]() Или: ∆Н°f,298= -543,857 кДж/ моль; S°298= 80,448 Дж/К Таблица 10 – Термодинамические свойства веществ целевой реакции
По входным данным рассчитаем значения энатльпии (2), энтропии (3) и энергии Гиббса (4) при 298 К: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() По следствию изменения закона Гесса рассчитаем вириальные изменения коэффициентов теплоёмкости ![]() ∆I = i(Продукт) – (i(ХЭД)+i(ДМАТЭГ)) (5) ![]() ![]() ![]() При помощи уравнения Кирхгофа рассчитаем аналитическую зависимость энтальпии от температуры ![]() ![]() ![]() Рассчитываем аналитическую зависимость изменения энтропии от температуры ![]() ![]() ![]() По уравнению изотермы Вант-Гоффа рассчитываем изменение энергии Гиббса (8): ![]() Из уравнения (9) выводим зависимость константы равновесия от температуры ![]() Получаем (10): ![]() Найдём зависимость значений ![]() ![]() ![]() ![]() Таблица 11 – результаты термодинамического анализа
Построим графики зависимостей ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Рисунок 2 - График зависимости ![]() ![]() Рисунок 3 - График зависимости ![]() ![]() Рисунок 4 - График зависимости ![]() ![]() Рисунок 5 - График зависимости ![]() На основании проведенного термодинамического анализа можно сделать следующие выводы: 1. В исследуемом интервале температур изменение энтальпии реакции ∆H0T<0, следовательно, реакция является экзотермической (проходит с выделением тепла). Тепловой эффект реакции с увеличением температуры уменьшается. 2. Изменение энергии Гиббса в интервале температур от 298 до 398 К имеет отрицательное значение (∆G0T<0), то есть реакция самопроизвольно протекает в прямом направлении. 3. Согласно уравнению изобары Вант-Гоффа ![]() ![]() |