1. Förstå reaktionen
Bildningen av ammoniak (NH₃) från dess element representeras av följande balanserade kemiska ekvation:
N₂ (g) + 3H₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g)
2. Gibbs Free Energy Equation
Gibbs Free Energy Change (ΔG) för en reaktion beräknas med följande ekvation:
ΔG =ΔH - TΔS
Där:
* ΔG är förändringen i Gibbs Free Energy (i kJ/mol)
* ΔH är förändringen i entalpi (i kJ/mol)
* t är temperaturen i Kelvin (K)
* ΔS är förändringen i entropi (i j/mol · k)
3. Samla nödvändiga termodynamiska data
Du behöver följande termodynamiska data för reaktionen vid 25 ° C (298 K):
* ΔH ° F (NH₃) :Standard entalpi för bildning av ammoniak (leta upp i ett bord eller online, det är vanligtvis runt -46 kJ/mol)
* ΔH ° F (n₂) och ΔH ° F (H₂) :Standard entalpi för bildning av elementen i deras standardtillstånd (båda är 0 kJ/mol)
* ΔS ° (NH₃) :Standardentropi av ammoniak (leta upp i ett bord eller online)
* ΔS ° (n₂) och ΔS ° (H₂) :Standard entropi av kväve och väte (leta upp i en tabell eller online)
4. Beräkna ΔH och ΔS för reaktionen
* ΔH :Förändringen i entalpi för reaktionen (ΔH °) beräknas med hjälp av standardentalpierna för bildning:
ΔH ° =[2 * ΔH ° F (nH₃)] - [ΔH ° F (n₂) + 3 * ΔH ° F (H₂)]
* ΔS :Förändringen i entropi för reaktionen (ΔS °) beräknas på liknande sätt med hjälp av standardtroperna:
ΔS ° =[2 * ΔS ° (nH₃)] - [ΔS ° (n₂) + 3 * ΔS ° (H₂)]
5. Beräkna ΔG
Ersätt de värden du erhöll för ΔH, ΔS och T (298 K) i Gibbs Free Energy -ekvation:
ΔG =ΔH - TΔS
Viktiga anteckningar
* Standardförhållanden: Värdena som används i denna beräkning (ΔH ° F, ΔS °) är vanligtvis standardvärden, vilket innebär att de mäts under standardförhållanden (298 K och 1 atm).
* enheter: Se till att alla enheter är konsekventa (KJ för ΔH, J för ΔS och K för T). Du kan behöva konvertera mellan KJ och J efter behov.
* negativ ΔG: Ett negativt värde för ΔG indikerar att reaktionen är spontan (gynnad) under de givna förhållandena.
Exempel:
Låt oss anta att du hittar följande vanliga termodynamiska värden:
* 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 stegen ovan kan du beräkna ΔH, ΔS och sedan ΔG. Kom ihåg att använda konsekventa enheter för beräkningen!
Låt mig veta om du har specifika värden för entalpi och entropi av bildning så att jag kan ge en fullständig beräkning åt dig!
