Для расчета ∆H⁰ и ∆S⁰ реакции используем данные термодинамических констант:
∆H⁰Fe2O3Fe2O3Fe2O3 = -824,2 кДж/моль∆H⁰H2H2H2 = 0 кДж/моль∆H⁰FeFeFe = 0 кДж/моль∆H⁰H2OH2OH2O = -241,8 кДж/моль
∆S⁰Fe2O3Fe2O3Fe2O3 = 87,4 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К ∆S⁰H2H2H2 = 130,6 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К ∆S⁰FeFeFe = 27,3 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К ∆S⁰H2OH2OH2O = 69,9 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К
∆H⁰ реакции = Σ∆H⁰продуктыпродуктыпродукты - Σ∆H⁰реагентыреагентыреагенты ∆H⁰ реакции = 2∆H0(Fe)+3∆H0(H2O)2∆H⁰(Fe) + 3∆H⁰(H2O)2∆H0(Fe)+3∆H0(H2O) - ∆H0(Fe2O3)+3∆H0(H2)∆H⁰(Fe2O3) + 3∆H⁰(H2)∆H0(Fe2O3)+3∆H0(H2) ∆H⁰ реакции = 2<em>0+3</em>(−241,8)2<em>0 + 3</em>(-241,8)2<em>0+3</em>(−241,8) - −824,2+3∗0-824,2 + 3*0−824,2+3∗0 ∆H⁰ реакции = -725,4 кДж/моль
∆S⁰ реакции = Σ∆S⁰продуктыпродуктыпродукты - Σ∆S⁰реагентыреагентыреагенты ∆S⁰ реакции = 2∆S0(Fe)+3∆S0(H2O)2∆S⁰(Fe) + 3∆S⁰(H2O)2∆S0(Fe)+3∆S0(H2O) - ∆S0(Fe2O3)+3∆S0(H2)∆S⁰(Fe2O3) + 3∆S⁰(H2)∆S0(Fe2O3)+3∆S0(H2) ∆S⁰ реакции = 2<em>27,3+3</em>69,92<em>27,3 + 3</em>69,92<em>27,3+3</em>69,9 - 87,4+3∗130,687,4 + 3*130,687,4+3∗130,6 ∆S⁰ реакции = 150,6 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К
∆G⁰ T реакции = ∆H⁰ - T∆S⁰∆G⁰ T реакции = -725,4 - T*150,6
Температура, при которой реакция будет протекать:∆G⁰ T реакции = 0-725,4 - T*150,6 = 0T = 725,4 / 150,6T = 4,82 К
Таким образом, реакция будет протекать при температуре выше 4,82 К.
Для расчета ∆H⁰ и ∆S⁰ реакции используем данные термодинамических констант:
∆H⁰Fe2O3Fe2O3Fe2O3 = -824,2 кДж/моль
∆H⁰H2H2H2 = 0 кДж/моль
∆H⁰FeFeFe = 0 кДж/моль
∆H⁰H2OH2OH2O = -241,8 кДж/моль
∆S⁰Fe2O3Fe2O3Fe2O3 = 87,4 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К ∆S⁰H2H2H2 = 130,6 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К ∆S⁰FeFeFe = 27,3 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К ∆S⁰H2OH2OH2O = 69,9 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К
∆H⁰ реакции = Σ∆H⁰продуктыпродуктыпродукты - Σ∆H⁰реагентыреагентыреагенты ∆H⁰ реакции = 2∆H0(Fe)+3∆H0(H2O)2∆H⁰(Fe) + 3∆H⁰(H2O)2∆H0(Fe)+3∆H0(H2O) - ∆H0(Fe2O3)+3∆H0(H2)∆H⁰(Fe2O3) + 3∆H⁰(H2)∆H0(Fe2O3)+3∆H0(H2) ∆H⁰ реакции = 2<em>0+3</em>(−241,8)2<em>0 + 3</em>(-241,8)2<em>0+3</em>(−241,8) - −824,2+3∗0-824,2 + 3*0−824,2+3∗0 ∆H⁰ реакции = -725,4 кДж/моль
∆S⁰ реакции = Σ∆S⁰продуктыпродуктыпродукты - Σ∆S⁰реагентыреагентыреагенты ∆S⁰ реакции = 2∆S0(Fe)+3∆S0(H2O)2∆S⁰(Fe) + 3∆S⁰(H2O)2∆S0(Fe)+3∆S0(H2O) - ∆S0(Fe2O3)+3∆S0(H2)∆S⁰(Fe2O3) + 3∆S⁰(H2)∆S0(Fe2O3)+3∆S0(H2) ∆S⁰ реакции = 2<em>27,3+3</em>69,92<em>27,3 + 3</em>69,92<em>27,3+3</em>69,9 - 87,4+3∗130,687,4 + 3*130,687,4+3∗130,6 ∆S⁰ реакции = 150,6 Дж/моль⋅Кмоль·Кмоль⋅К
∆G⁰ T реакции = ∆H⁰ - T∆S⁰
∆G⁰ T реакции = -725,4 - T*150,6
Температура, при которой реакция будет протекать:
∆G⁰ T реакции = 0
-725,4 - T*150,6 = 0
T = 725,4 / 150,6
T = 4,82 К
Таким образом, реакция будет протекать при температуре выше 4,82 К.