Reacție Boudouard

Reacția Boudouard, denumită după Octave Leopold Boudouard, este o reacție redox ce implică un echilibru chimic a unui amestec de monoxid de carbon și dioxid de carbon, la o anumită temperatură. Este de fapt o reacție de disproporționare a monoxidului de carbon în dioxid de carbon și grafit, sau inversul acestui proces:^[1]

2CO

CO
2 + C

Reacția Boudouard formează dioxid de carbon și carbon și este exotermă la orice temperatură. Cu toate acestea, entalpia standard a reacției Boudouard devine mai puțin negativă odată cu creșterea temperaturii,^[2] după cum se observă în imagine.

În timp ce entalpia de formare a CO
2 (−393,509 kJ/mol) este mai mare decât cea a CO (−110,525 kJ/mol), entropia de formare este mult mai mică. În consecință, energia liberă standard de formare a CO
2 din elementele sale componente este aproape constantă și independentă de temperatură, în timp ce energia liberă de formare a CO scade odată cu temperatura.^[3] La temperaturi ridicate, reacția directă devine endergonică, favorizând reacția inversă (exergonică), chiar dacă reacția directă este încă exotermă.

Efectul temperaturii asupra reacției Boudouard este mai bine reprezentat de valoarea constantei de echilibru decât de energia liberă standard de reacție. Valoarea log ₁₀(K _eq) pentru reacție în funcție de temperatură în Kelvin (pentru valori între 500-7003220000000000000♠2200 K) este de aproximativ: ^[4]

\log _{10}(K_{\rm {eq}})={\frac {9141}{T}}+0.000224T-9.595

$log 10 (K eq)$ are valoarea zero la 7002975000000000000♠975 K.

Aplicații

Inversa acestei reacții este studiată pentru folosirea în pile de combustie care să permită oxidarea electrochimică directă a cărbunelui^[5].

Note

^ Bioenergylist.org – Boudouard Reaction spreadsheet
^ Reaction Web
^ List of standard Gibbs free energies of formation^⁠(d)
^ Based on a regression of values from the Reaction Web reference. This equation gives quite accurate values even though RT² times its derivative does not give an accurate formula for ΔH, which it should do.
^ Liu, Jiang; Zhou, Mingyang; Zhang, Yapeng; Liu, Peipei; Liu, Zhijun; Xie, Yongmin; Cai, Weizi; Yu, Fangyong; Zhou, Qian; Wang, Xiaoqiang; Ni, Meng; Liu, Meilin (19 aprilie 2018), Electrochemical Oxidation of Carbon at High Temperature: Principles and Applications (în engleză), 32 (4), Energy & Fuels, doi:10.1021/acs.energyfuels.7b03164, ISSN 1520-5029 0887-0624, 1520-5029 Verificați valoarea |issn= (ajutor)

Legături externe

Robinson, R. J. „Boudouard Process for Synthesis Gas”. ABC of Alternative Energy. Arhivat din original la 21 ianuarie 2018. Accesat în 12 iulie 2013.

[1] Bioenergylist.org – Boudouard Reaction spreadsheet

[ReacWeb-2] Reaction Web

[3] List of standard Gibbs free energies of formation^⁠(d)

[4] Based on a regression of values from the Reaction Web reference. This equation gives quite accurate values even though RT² times its derivative does not give an accurate formula for ΔH, which it should do.

[5] Liu, Jiang; Zhou, Mingyang; Zhang, Yapeng; Liu, Peipei; Liu, Zhijun; Xie, Yongmin; Cai, Weizi; Yu, Fangyong; Zhou, Qian; Wang, Xiaoqiang; Ni, Meng; Liu, Meilin (19 aprilie 2018), Electrochemical Oxidation of Carbon at High Temperature: Principles and Applications (în engleză), 32 (4), Energy & Fuels, doi:10.1021/acs.energyfuels.7b03164, ISSN 1520-5029 0887-0624, 1520-5029 Verificați valoarea |issn= (ajutor)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]