Hvordan beregner du den delvise molære Gibbs -fri energi?

Den delvise molære Gibbs -fri energi, også kendt som kemisk potentiale , repræsenterer ændringen i Gibbs -fri energi i et system, når en mol af en specifik komponent tilsættes, mens alle andre komponenter og betingelser (som temperatur, tryk) konstant holder alle andre komponenter og betingelser (som temperatur, tryk) konstant.

Sådan beregner du det:

1. Fra Gibbs Free Energy -ligningen:

Det gibbs frie energi (G) i et system er givet af:

G =h - ts

Hvor:

* G =Gibbs Free Energy

* H =entalpi

* T =temperatur

* S =entropi

Den delvise molære Gibbs -fri energi (kemisk potentiale) af komponent 'I' er derefter:

μ _i =(∂g/∂n _i ) _{t, p, n j}

Hvor:

* μ _i =Kemisk potentiale for komponent 'I'

* n _i =Antal mol komponent 'I'

* T, p, n _j =Konstant temperatur, tryk og antal mol af alle andre komponenter (J ≠ I)

2. Brug af Gibbs-Duhem-ligningen:

Gibbs-duhem-ligningen relaterer ændringerne i kemiske potentialer for komponenterne i en blanding:

∑ _i n _i dμ _i =0

Denne ligning kan bruges til at beregne det kemiske potentiale for den ene komponent, hvis de kemiske potentialer i de andre komponenter og blandingen af ​​blandingen er kendt.

3. Eksperimentelle metoder:

* Elektrokemiske målinger: Kemiske potentialer kan bestemmes ud fra målinger af cellepotentialer i elektrokemiske celler.

* damptrykmålinger: Det delvise tryk af en komponent i en dampfase kan bruges til at beregne dets kemiske potentiale i den flydende fase.

Vigtige overvejelser:

* Standardtilstand: Det kemiske potentiale for et rent stof i dets standardtilstand betegnes som μ ° _i . Standardtilstanden er typisk defineret som 1 ATM -tryk og en specificeret temperatur.

* Aktivitet: Aktiviteten af ​​en komponent er et mål for dens effektive koncentration og bruges til at redegøre for afvigelser fra ideel opførsel.

* Fugacity: Fugacity er en termodynamisk egenskab, der måler den undslipende tendens for en komponent fra en blanding.

Ansøgninger:

Delvis molær Gibbs Free Energy er et grundlæggende koncept inden for termodynamik med applikationer i:

* Kemisk ligevægt: Ligevægtskonstanten for en reaktion kan udtrykkes med hensyn til kemiske potentialer.

* faseovergange: Kemiske potentialer bruges til at forudsige faseændringer, såsom smeltning og kogning.

* Løsningstermodynamik: De er afgørende for at forstå opførslen af ​​løsninger, herunder opløselighed, osmotisk tryk og kolligative egenskaber.

Lad mig vide, hvis du har brug for yderligere afklaring eller eksempler!