Σύμφωνα με την εξίσωση Gibbs Free Energy, ποιο είναι το εύρος θερμοκρασίας για το σχηματισμό αυθόρμητου υγρού βρωμίου;

Εδώ μπορείτε να προσδιορίσετε το εύρος θερμοκρασίας για τον αυθόρμητο σχηματισμό υγρού βρωμίου χρησιμοποιώντας την εξίσωση ελεύθερης ενέργειας Gibbs:

Κατανόηση των εννοιών

* Gibbs Free Energy (ΔG): Μια θερμοδυναμική ποσότητα που προβλέπει τον αυθορμητισμό μιας διαδικασίας.

* αυθόρμητη διαδικασία (ΔG <0): Μια διαδικασία που συμβαίνει χωρίς εξωτερική είσοδο ενέργειας.

* Ενθαλπία (ΔH): Η θερμότητα που απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας.

* εντροπία (ΔS): Ένα μέτρο της διαταραχής ή της τυχαιότητας ενός συστήματος.

* Gibbs Free Energy Equation: ΔG =ΔH - TΔS

Εφαρμογή των εννοιών σε βρωμίρο

1. Προσδιορίστε τη διαδικασία: Μας ενδιαφέρει ο σχηματισμός υγρού βρωμίου (Br₂) από την αέρια του κατάσταση. Αυτό μπορεί να εκπροσωπηθεί ως:

Br₂ (g) → br₂ (l)

2. Προσδιορίστε τις αλλαγές ενθαλπίας και εντροπίας:

* ΔH (αλλαγή ενθαλπίας): Η διαδικασία σχηματισμού υγρού βρωμίου από αέριο είναι εξωθερμική, που σημαίνει ότι η θερμότητα απελευθερώνεται. Έτσι, το ΔH είναι αρνητικό.

* ΔS (αλλαγή εντροπίας): Τα υγρά είναι πιο διατεταγμένα από τα αέρια. Επομένως, η αλλαγή εντροπίας είναι αρνητική (ΔS <0) επειδή το σύστημα γίνεται πιο διατεταγμένο.

3. Αυθόρμητο σχηματισμό: Για να είναι αυθόρμητο ο σχηματισμός υγρού βρωμίου, η ΔG πρέπει να είναι αρνητική.

* ΔG <0: Δεδομένου ότι το ΔH είναι αρνητικό και το ΔS είναι αρνητικό, ο μόνος τρόπος για να εξασφαλιστεί ότι η ΔG είναι αρνητική είναι εάν ο όρος `-TΔS` είναι αρκετά μεγάλος για να αντισταθμίσει το αρνητικό ΔH. Αυτό σημαίνει ότι η θερμοκρασία (t) πρέπει να είναι αρκετά υψηλή.

Συμπέρασμα

Υπάρχει ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας όπου ο σχηματισμός υγρού βρωμίου είναι αυθόρμητη:

* σε χαμηλές θερμοκρασίες: Ο όρος «-TΔS` είναι μικρός και το αρνητικό ΔH κυριαρχεί, καθιστώντας ΔG αρνητικό. Αυτό ευνοεί το σχηματισμό υγρού βρωμίου.

* σε υψηλές θερμοκρασίες: Ο όρος «-TΔS» γίνεται μεγαλύτερος, ενδεχομένως καθιστώντας τη ΔG θετική. Αυτό ευνοεί το σχηματισμό αερίου βρωμίου.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Το ακριβές εύρος θερμοκρασίας εξαρτάται από τις συγκεκριμένες τιμές των ΔH και Δs για τη διαδικασία. Θα πρέπει να αναζητήσετε αυτές τις τιμές ή να εκτελέσετε πειράματα για να τα καθορίσετε.

* Η μετάβαση φάσης μεταξύ υγρού και αερίου βρωμίου επηρεάζεται επίσης από την πίεση.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θα θέλατε να επεξεργαστώ σε οποιοδήποτε από αυτά τα σημεία!