Σε ποια θερμοκρασία θα ήταν μια αντίδραση με Η -92 kJmol S -0.199 kJ (molk) θα ήταν αυθόρμητη;
Κατανόηση των εννοιών
* Gibbs Free Energy (ΔG): Μια αντίδραση είναι αυθόρμητη (ευνοϊκή) εάν η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας Gibbs (ΔG) είναι αρνητική.
* Ενθαλπία (ΔH): Η αλλαγή ενθαλπίας (ΔH) είναι η θερμότητα που απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης. Ένα αρνητικό ΔH υποδεικνύει μια εξώθερμη αντίδραση (απελευθερωμένη θερμότητα).
* εντροπία (ΔS): Η αλλαγή εντροπίας (ΔS) μετρά τη μεταβολή της διαταραχής ή της τυχαιότητας ενός συστήματος. Ένα θετικό ΔS υποδεικνύει αυξημένη διαταραχή.
* Θερμοκρασία (t): Η θερμοκρασία παίζει ρόλο στον προσδιορισμό του αυθορμητισμού.
Η εξίσωση
Η σχέση μεταξύ αυτών των παραγόντων εκφράζεται από την εξίσωση Gibbs Free Energy:
ΔG =ΔH - TΔS
Επίλυση για θερμοκρασία (t)
1. Ρυθμίστε ΔG στο μηδέν: Για να βρούμε τη θερμοκρασία στην οποία η αντίδραση γίνεται αυθόρμητη, πρέπει να βρούμε τη θερμοκρασία στην οποία η ΔG μεταβαίνει από θετικές (μη-άποψη) σε αρνητικό (αυθόρμητο). Αυτό συμβαίνει στο σημείο όπου ΔG =0.
2. Επίλυση για t:
* 0 =ΔH - TΔS
* TΔS =ΔH
* T =ΔH / ΔS
3. Συνδέστε τις τιμές:
* T =(-92 kJ/mol)/(-0.199 kJ/(mol · k))
* T ≈ 462 K
Συμπέρασμα
Η αντίδραση θα είναι αυθόρμητη σε θερμοκρασίες πάνω από 462 k . Κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, η αντίδραση θα είναι μη-αδυναμία.
Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός υποθέτει ότι οι αλλαγές ενθαλπίας και εντροπίας παραμένουν σταθερές σε σχέση με το εύρος θερμοκρασίας. Στην πραγματικότητα, αυτές οι τιμές μπορεί να διαφέρουν ελαφρώς με τη θερμοκρασία.
