Расчет константы равновесия по термодинамическим данным. Метод Темкина-Шварцмана

Исследование равновесия химических реакций проводится различными статическими и динамическими методами. Однако часто такие опредения сопряжены с большими трудностями вследствие высоких температур и давлений, возможности нарушения равновесия и других причин, тому первостепенное значение имеют расчетные методы определения констант равновесия с использованием термодинамических параметров (∆G⁰, ∆H⁰, S и др.).

В основе расчета констант равновесия реакций при любых температурах лежит уравнение для стандартной энергии Гиббса ΔG⁰_Т:

Энергия Гиббса при данной температуре Т связана с тепловым эффектом химической реакции ΔH⁰_Т и изменением энтропии уравнением ΔS⁰_Т:

ΔG⁰_Т = ΔH⁰_Т – T ΔS⁰_Т

Тепловой эффект реакции при заданной температуре находят по уравнению Кирхгофа:

Изменение энтропии реакции при заданной температуре находят по аналогичному уравнению:

Откуда

Подставим в формулу температурную зависимость теплоёмкости, выражаемую степенным рядом

ΔС_р = Δа + ΔbT + ΔcT² + ΔdT³ + Δc′ 1/T²….

Проинтегрировав получим:

ΔG⁰_Т = ΔH⁰₂₉₈ – T ΔS⁰₂₉₈ – T(Δa M₀ + Δb M₁ + ΔcM₂ + Δc´M_-2)

Темкин и Щварцман составили таблицы для расчета коэффициентов M₀, M₁, M₂, M_-2 в уравнении, поэтому определение констант равновесия с помощью этих значений называют методом Темкина-Щварцмана.