Расчет термодинамических величин методом Андерсена-Байера-Ватсона

Этот метод позволяет рассчитать стандартную теплоту образования, абсолютное значение энтропии в стандартном состоянии  и коэффициенты температур­ной зависимости теплоемкости.

1) Выбирают вещество, лежащее в основе рассматриваемого соединения.

2) Строят полный скелет соединения, проводя последовательные замещения водородного атома на группу —СН₃.

3) Вводят группы —СН₃, которые впоследствии будут замещены на соответствующие функциональные группы (ОН, NO₂, NH₂ и т.д.)

4) Заменяют ординарные связи сложными (С=С, С≡С)

Если есть необходимость, то вводят дополнительные поправки.

После чего все поправки суммируются:

Для определения соответствующих поправок необходимо знать так называемые типовые числа того атома углерода, у которого прово­дится замена (атом типа А) и соседнего с ним менее гидрированно­го углеродного атома (атом типа В). Типовые числа атомов углеро­да определяют по числу имеющихся у атома углерода атомов водо­рода

Тип 5 относится к углеродному атому бензольного или нафтали­нового кольца.

 

 

Более подробно описано в книге «Расчёты химических равновесий» (авторы Казанская А.С., Скобло В.Н.)

 

Пример: рассчитать теплоту образования, энтропию образования и коэффициенты температурной зависимости теплоемкости газообразного ацетона

1) первичное замещение в метане (метан→этан)

2) вторичное замещение А=1, B=1 (этан→пропан)

3) вторичное замещение А=2, B=1 (пропан→изобутан)

4) вторичное замещение А=3, B=1(изобутан→неопентан)

5) замещение двух метильных групп на карбонильный кислород =О (в кетоне)

 

Сведем поправки [Казанская А.С., Скобло В.Н. Расчёты химических равновесий.  М.: Высшая школа,1974.-288с.]. в таблицу и просуммируем их

Замещение	Δ(ΔН)	Δ(S)	Δ(a)	Δ(b)·103	Δ(c) ·106
Основная группа (метан)	-17,89	44,5	3,79	16,62	-3,24
(1)	-2,5	10,35	-2	23,2	-9,12
(2)	-4,75	10,1	0,49	22,04	-8,96
(3)	-6,31	5,57	-0,3	21,74	-8,77
(4)	-8,22	2,81	-0,28	24,21	-10,49
(5)	-13,2	-2,4	5,02	-66,08	30,21
Σ	-52,87	70,93	6,72	41,73	-10,37

 

Переведем полученные величины в джоули и сравним со справочными данными [Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. А. Равделя, А. М. Пономарёвой. – 10-е изд., испр. и дополн. – СПб.: Иван Фёдоров, 2003. – 240 с.].

Замещение	Δ(ΔН)	Δ(S)	Δ(a)	Δ(b)·103	Δ(c) ·106
Σ (Дж)	-221,53	283,72	28,16	174,85	-43,45
Из справочника	-217,57	294,93	22,47	201,8	-63,5

 

Дополнительно проверим сходимость теплоемкости при произвольной температуре:

1) По справочным данным:

2) По расчетным значениям: