Beregn Delta G ved 298K for reaktionen af ​​nitrogen og brint til dannelse af ammoniak er lig med -33,3 kJn -blandingen består af Follwing N2,5 ATMS H2,75 NH3 2.0?

Sådan beregner man Gibbs Free Energy Change (ΔG) for reaktionen af ​​nitrogen og brint til dannelse af ammoniak ved 298K, i betragtning af de delvise tryk fra reaktanterne og produkterne:

1. Den afbalancerede kemiske ligning:

Den afbalancerede kemiske ligning for reaktionen er:

N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g)

2. Standard Gibbs Free Energy Change (ΔG °)

Du har brug for standard Gibbs Free Energy Change (ΔG °) for denne reaktion. Du kan finde denne værdi i en tabel med termodynamiske data. Til dannelse af ammoniak er ΔG ° typisk omkring -33,3 kJ/mol ved 298K.

3. Reaktionskvotienten (Q)

Reaktionskvotienten (Q) er et mål for de relative mængder reaktanter og produkter til enhver tid. Det beregnes ved hjælp af gassens delvise tryk:

Q =(p (nh₃) ²) / (p (n₂) * p (h₂) ³)

Tilslut de givne delvise tryk:

Q =(2,0²) / (2,5 * 2,75³)

4. Gibbs Free Energy Change (ΔG)

Forholdet mellem ΔG, ΔG ° og Q er givet af:

ΔG =ΔG ° + rtln (q)

Hvor:

* R =ideel gaskonstant (8.314 j/mol · k)

* T =temperatur i Kelvin (298K)

Udskift nu værdierne:

ΔG =-33,3 kJ/mol + (8,314 J/mol · K * 298 k * ln (q))

Vigtige noter:

* Konverter KJ/mol til J/mol for konsistens i enheder.

* Sørg for at bruge den korrekte værdi til ΔG ° fra en pålidelig kilde.

* Værdien af ​​ΔG vil være negativ, hvis reaktionen favoriserer produktdannelse under de givne betingelser.

Beregning:

1. Beregn q:q =(2,0²) / (2,5 * 2,75³) ≈ 0,16

2. Konverter ΔG ° til J/mol:ΔG ° =-33,3 kJ/mol * 1000 j/kJ =-33300 J/mol

3. beregne ΔG:

ΔG =-33300 J/mol + (8.314 J/mol · K * 298 K * ln (0,16)) ≈ -38422 J/mol

Derfor er Gibbs Free Energy Change (ΔG) for reaktionen af ​​nitrogen og brint til dannelse af ammoniak ved 298K, i betragtning af det delvis, der er tilvejebragt, ca. -38,4 kJ/mol.

Denne negative værdi indikerer, at reaktionen er spontan (favoriserer produktdannelse) under disse betingelser.