Υπολογίστε το δέλτα G στα 298K για την αντίδραση του αζώτου και του υδρογόνου για να σχηματίσει αμμωνία ισούται με το μίγμα -33,3kJN συνίσταται στο Follwing N2.5 ATMS H2.75 NH3 2.0;
1. Η ισορροπημένη χημική εξίσωση:
Η ισορροπημένη χημική εξίσωση για την αντίδραση είναι:
N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g)
2. Τυπική Gibbs Ελεύθερη Αλλαγή Ενέργειας (ΔG °)
Χρειάζεστε την τυπική αλλαγή ενέργειας Gibbs (ΔG °) για αυτήν την αντίδραση. Μπορείτε να βρείτε αυτήν την τιμή σε έναν πίνακα θερμοδυναμικών δεδομένων. Για τον σχηματισμό αμμωνίας, ΔG ° είναι συνήθως περίπου -33,3 kJ/mol στα 298K.
3. Το πηλίκο αντίδρασης (q)
Το πηλίκο αντίδρασης (Q) είναι ένα μέτρο των σχετικών ποσοτήτων αντιδραστηρίων και προϊόντων ανά πάσα στιγμή. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τις μερικές πιέσεις των αερίων:
Q =(p (nh₃) ²) / (p (n₂) * p (h₂) ³)
Συνδέστε τις δεδομένες μερικές πιέσεις:
Q =(2.0²) / (2.5 * 2.75³)
4. Η Gibbs Free Energy Change (ΔG)
Η σχέση μεταξύ ΔG, ΔG ° και Q δίνεται από:
ΔG =ΔG ° + rtln (q)
Οπου:
* R =Ιδανική σταθερά αερίου (8.314 J/mol · k)
* T =Θερμοκρασία στο Kelvin (298K)
Τώρα, αντικαταστήστε τις τιμές:
ΔG =-33.3 kJ/mol + (8.314 j/mol · k * 298 k * ln (q))
Σημαντικές σημειώσεις:
* Μετατρέψτε το KJ/mol σε J/mol για συνέπεια σε μονάδες.
* Βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τη σωστή τιμή για ΔG ° από μια αξιόπιστη πηγή.
* Η τιμή της ΔG θα είναι αρνητική εάν η αντίδραση ευνοεί τον σχηματισμό προϊόντος υπό τις δεδομένες συνθήκες.
Υπολογισμός:
1. Υπολογίστε Q:Q =(2.0²) / (2.5 * 2.75³) ≈ 0.16
2. Μετατροπή ΔG ° σε J/mol:ΔG ° =-33,3 kJ/mol * 1000 J/kJ =-33300 J/mol
3. Υπολογίστε ΔG:
ΔG =-33300 J/mol + (8.314 J/mol · K * 298 K * Ln (0.16)) ≈ -38422 J/mol
Ως εκ τούτου, η αλλαγή ενέργειας Gibbs (ΔG) για την αντίδραση του αζώτου και του υδρογόνου για να σχηματίσει αμμωνία στα 298K, δεδομένου ότι οι μερικές πιέσεις που παρέχονται, είναι περίπου -38,4 kJ/mol
Αυτή η αρνητική τιμή υποδεικνύει ότι η αντίδραση είναι αυθόρμητη (ευνοεί τον σχηματισμό προϊόντων) υπό αυτές τις συνθήκες.
