Вычислите изменения в энергии гиббса:
co2(г)+c(г)(графит)=2co(г)
при давлении 101,3 кпа и двух температурах а)200 с (473,15 к) б)1200 с (1473,15) при какой из этих температур реакция может протекать самопроизвольно? для этой реакции h(реакции)=172,47 кдж, s(реакции)=175,66 дж/k
Для удобства расчетов, значения ΔH и ΔS необходимо привести к нужным единицам, т.е. ΔH в джоулях и ΔS в джоулях/кельвин.
a) При температуре 200°C = 473,15 К
ΔG = ΔH - TΔS
= 172,47 кдж * 1000 - 473,15 К * 175,66 дж/К
= 172470 дж - 83050774 дж
= -82878244 дж
b) При температуре 1200°C = 1473,15 К
ΔG = ΔH - TΔS
= 172,47 кдж * 1000 - 1473,15 К * 175,66 дж/К
= 172470 дж - 258702806 дж
= -258530336 дж
Теперь, чтобы определить, при какой из этих температур реакция может протекать самопроизвольно, нужно сравнить значения ΔG.
a) При температуре 200°C = 473,15 К
ΔG = -82878244 дж
b) При температуре 1200°C = 1473,15 К
ΔG = -258530336 дж
Реакция может протекать самопроизвольно, если ΔG < 0. То есть при температуре 200°C (473,15 К) реакция может протекать самопроизвольно.
Обоснование:
Реакция протекает самопроизвольно при отрицательном значении ΔG, так как ΔG = ΔH - TΔS. Если ΔH отрицательная и ΔS положительная, то ΔG будет отрицательной и реакция будет термодинамически возможной.
Пошаговое решение:
1. Записываем данную реакцию: co2(г) + c(г)(графит) = 2co(г)
2. Приводим значения ΔH и ΔS к нужным единицам (ΔH в джоулях и ΔS в джоулях/кельвин).
3. Подставляем значения в формулу ΔG = ΔH - TΔS и вычисляем ΔG для каждой температуры.
4. Сравниваем значения ΔG и определяем, при какой температуре реакция может протекать самопроизвольно (т.е. при ΔG < 0). В данном случае это температура 200°C (473,15 К).