Hvordan bruger du Gibbs Free Energy -ligningen til at finde ændringer til dannelse af ammoniak ved 25 grader C?

1. Forstå reaktionen

Dannelsen af ​​ammoniak (NH₃) fra dens elementer er repræsenteret ved følgende afbalancerede kemiske ligning:

N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g)

2. Gibbs Free Energy ligning

Gibbs frie energiændring (ΔG) for en reaktion beregnes ved hjælp af følgende ligning:

ΔG =ΔH - TΔS

Hvor:

* ΔG er ændringen i Gibbs fri energi (i KJ/mol)

* ΔH er ændringen i entalpi (i KJ/mol)

* t er temperaturen i Kelvin (K)

* ΔS er ændringen i entropi (i j/mol · k)

3. Saml de nødvendige termodynamiske data

Du har brug for følgende termodynamiske data for reaktionen ved 25 ° C (298 K):

* ΔH ° F (nh₃) :Standard entalpi af dannelse af ammoniak (se op i en tabel eller online, det er typisk omkring -46 kJ/mol)

* ΔH ° F (N₂) og ΔH ° F (H₂) :Standard entalpi af dannelse af elementerne i deres standardtilstand (begge er 0 kJ/mol)

* ΔS ° (nh₃) :Standard entropi af ammoniak (se op i en tabel eller online)

* ΔS ° (N₂) og ΔS ° (H₂) :Standard entropi af nitrogen og brint (se op i en tabel eller online)

4. Beregn ΔH og ΔS for reaktionen

* ΔH :Ændringen i entalpi for reaktionen (ΔH °) beregnes ved hjælp af de standard entalpier af dannelse:

ΔH ° =[2 * ΔH ° F (NH₃)] - [ΔH ° F (N₂) + 3 * ΔH ° F (H₂)]

* ΔS :Ændringen i entropi for reaktionen (ΔS °) beregnes på lignende måde ved hjælp af standard entropierne:

ΔS ° =[2 * ΔS ° (NH₃)] - [ΔS ° (N₂) + 3 * ΔS ° (H₂)]

5. Beregn ΔG

Udskift de værdier, du har opnået for ΔH, ΔS og T (298 K) i Gibbs Free Energy -ligningen:

ΔG =ΔH - TΔS

vigtige noter

* Standardbetingelser: De anvendte værdier i denne beregning (ΔH ° F, ΔS °) er normalt standardværdier, hvilket betyder, at de måles under standardbetingelser (298 K og 1 atm).

* enheder: Sørg for, at alle enheder er konsistente (KJ for ΔH, J for ΔS og K for T). Det kan være nødvendigt at konvertere mellem KJ og J efter behov.

* negativ ΔG: En negativ værdi for ΔG indikerer, at reaktionen er spontan (foretrukket) under de givne betingelser.

Eksempel:

Lad os antage, at du finder følgende standardtermodynamiske værdier:

* ΔH ° F (NH₃) =-46 kJ/mol

* ΔS ° (NH₃) =192 J/mol · K

* ΔS ° (N₂) =191 J/mol · K

* ΔS ° (H₂) =131 j/mol · k

Efter ovenstående trin kan du beregne ΔH, ΔS og derefter ΔG. Husk at bruge konsistente enheder til beregningen!

Fortæl mig, hvis du har specifikke værdier for entalpien og entropien af ​​dannelsen, så jeg kan give en komplet beregning for dig!