Page 63 - 4932

Ентальпія плавлення
Ще однією важливою характеристикою гідрату є ентальпія плавлення. За
цим показником можна розрахувати кількість теплоти, необхідну для
розкладання гідрату. Значення ентальпії плавлення деяких гідратів вказані в
табл. 5.4. Для порівняння там же наводяться дані для льоду.

Таблиця 5.4 – Ентальпія плавлення деяких газових гідратів

Компонент Тип гідрату Ентальпія Ентальпія Ентальпія
плавлення, плавлення, плавлення,
кДж/г кДж/моль млн.БТЕ/фунт
Метан І 3,06 54,2 23,3
Етан І 3,70 71,8 30,9
Пропан ІІ 6,64 129,2 55,5
Ізобутан ІІ 6,58 133,2 57,3
Лід - 0,333 6,01 143

Зазначені значення відповідають умовам утворення гідрату з рідкої води і
молекул-гостей газоподібної речовини. Цим пояснюється той факт, що теплота
плавлення гідратів значно перевищує теплоту плавлення води. У випадку з
чистою водою лід перетворюється на рідину. При розкладанні гідрату
утворюють рідину і газ, причому газ перебуває в більш високому
енергетичному стані.
З іншого боку, значення ентальпії плавлення порівняти з ентальпією
сублімації льоду (фазове перетворення, за якого речовина переходить
безпосередньо з твердого в газоподібний стан). Для води вона становить
2,83 кДж/г, або 51,0 кДж/моль. Мабуть, це процес більш схожий з утворенням
гідрату, ніж просте плавлення льоду.
Одним із способів оцінювання впливу температури на теплоту плавлення
є так званий метод Клапейрона. Він полягає в застосуванні рівняння типу
Клапейрона. Рівняння типу Клапейрона, яке використовують в цьому методі,
має вигляд:

d ln P  H
 , (5.4)
dT zRT 2

де H – ентальпія плавлення, z – коефіцієнт стисливості газу за заданих умов,
R – універсальна газова стала. У цьому рівнянні закладено припущення, що
молярні об'єми рідини і гідрату в системі мізерно малі в порівнянні з молярним
об'ємом газу. У рівнянні (5.4) це єдине допущення. Таким чином, для
визначення теплоти плавлення необхідно аналітичний вираз умов трифазної
рівноваги. Цей вираз потім диференціюють і обчислюють ентальпію плавлення.

Теплоємність
Експериментальні дані з теплоємності гідратів обмежені. Деякі значення
вказані в табл.5.5. Для порівняння в таблиці також наведені дані для льоду. У
61