» » Система углерод-кислород
17.05.2015

Высший окисел углерода СО2 (углекислота) диссоциирует по реакции
2СО2 = 2СО + О2 — 135,27 ккал.

Константа равновесия реакции диссоциации углекислоты может быть вычислена по формуле Чипмена и Самарина:
Система углерод-кислород

Величины констант диссоциации, свидетельствующие о большой прочности CO2, приведены ниже:
Система углерод-кислород

Окись углерода CO образуется при неполном сгорании углерода по реакции 2Сгр + O2 = 2СО + 53,14 кал или при восстановлении углекислоты углеродом по реакции
СО2 + С = 2СО — 41,08 кал.

Константа равновесия реакции диссоциации окиси углерода на кислород и графит может быть вычислена по формуле Чипмена и Самарина:
Система углерод-кислород

пригодной для температур выше 1000°.
Константа равновесия реакции восстановления CO2 графитом (реакции Будуара — Белла) вычисляется по формуле Фальке:
Система углерод-кислород

Численные значения этой константы приведены ниже:
Система углерод-кислород

Из данных о равновесии реакции CO2+C=2СО следует, что при низких температурах окись углерода термодинамически неустойчива и должна распадаться на углекислоту и твердый углерод. Однако при низких температурах реакция сильно заторможена, так что метастабильное состояние окиси углерода весьма устойчиво. Заметный распад CO с выделением тонкодисперсного углерода может наблюдаться выше 300° и только в присутствии катализаторов.
Технические восстановители — кокс, антрацит, древесный уголь — состоят из «аморфного углерода», представляющего собой мелкокристаллический графит высокой степени дисперсности. Такой «аморфный углерод» обладает повышенным запасом энергии. Величина (ΔZ°Т) перехода этого вещества в стабильный грубокристаллический графит составляет от 2,0 до 3,5 ккал/мол. Так как переход этой формы углерода в стабильный графит идет очень медленно даже при 2000°, то газовым реакциям с участием «аморфного углерода» соответствуют меньшие значения ΔZ°Т, чем для реакций с участием стабильного графита.