ΔG0298 (CO2) = 393,8 кДж/моль;
ΔG0298 (CO) = 137,2 кДж/моль.
В промышленности СО получают при сжигании в определённых условиях. Реакция образования СО из угля описывается уравнением:
С + 1/2О2 = CO↑.
Стандартная энергия Гиббса этого процесса равна -137,2 кДж/моль. Реакция образования СО2 из угля описывается уравнением:
С + О2 = СО2↑.
Однако, стандартная энергии Гиббса реакции гораздо более отрицательнее (-393,8 кДж/моль), чем при получении СО. Поэтому при невысоких температурах уголь сгорает до СО2, а СО, даже при недостатке кислорода, почти не образуется, Иначе обстоит дело при повышении температуры. По достижении 400 – 500 0С начинает протекать реакция между углем и образующимся СО2:
С + СО2 = 2СО↑.
Данная реакция эндотермична и при 298 К изменение стандартной энергии Гиббса при её протекании положительна (+120, 4 кДж/моль). Однако в ходе превращения происходит двукратное увеличение числа молекул газа и энтропия системы увеличивается, так что энтропийное слагаемое энергии Гиббса будет иметь отрицательный знак. С увеличением температуры это слагаемое начинает преобладать (по абсолютной величине) над энтальпийным членом, в результате чего изменение энергии Гиббса при протекании реакции становится отрицательнее. Уже при 800 0С степень превращения СО2 в СО достигает 80%.
Таким образом, при высоких температурах уголь сгорает с образованием преимущественно СО (80%). Поэтому если процесс проводить при понижении температуры (или при уменьшении накала угля), а также при закрывании печи: в первом случае преобладает реакция:
С + О2 = CO2↑.
А во втором - протекает реакция:
2СО + О2 = 2CO2↑.
Естественно, при этих условиях уголь сгорает преимущественно до СО2.