Förstå spontanitet
* spontanitet hänvisar till om en reaktion kommer att inträffa utan extern energiinmatning.
* gibbs Free Energy (ΔG) är en termodynamisk mängd som förutsäger spontanitet:
* ΔG <0: Reaktionen är spontan (gynnar produktbildning)
* ΔG> 0: Reaktionen är icke-spontan (kräver energiinmatning)
* ΔG =0: Reaktionen är i jämvikt
Ekvationen för Gibbs Free Energy
Förhållandet mellan Gibbs Free Energy (ΔG), entalpi (ΔH), entropi (ΔS) och temperatur (t) är:
`` `
ΔG =ΔH - TΔS
`` `
* ΔH: Entalpiförändring (värme absorberad eller släppt)
* Negativ ΔH:Exotermic (släpper värme)
* Positiv ΔH:Endotermic (absorberar värme)
* ΔS: Entropiförändring (förändring i störning)
* Positiva ΔS:Ökning av störningar
* Negativ ΔS:Minskning av störningar
* T: Temperatur (i Kelvin)
vad vi behöver
För att bestämma temperaturen vid vilken reaktionen är spontan behöver vi:
1. entalpiförändring (ΔH): Du tillhandahöll "-92 kJ mol" men enheten ska vara "kj/mol". Vi antar att detta är entalpinförändringen och det är exotermiskt (negativt värde).
2. entropiförändring (ΔS): Du tillhandahöll "-199 Molk" som verkar ofullständig. Enheten ska vara "j/mol · k". Ange rätt ändringsvärde för entropi.
Lösning för temperatur
1. set ΔG =0: En reaktion blir spontan när ΔG blir negativ. Vi hittar temperaturen där ΔG =0, som är övergångspunkten från icke-spontan till spontan.
2. Anslut värden: Ersätt den givna ΔH och ΔS i ekvationen.
3. Lös för T: Ordna om ekvationen för att lösa för temperatur (t).
Exempel (förutsatt ΔS =+100 J/mol · k)
Låt oss anta att entropiförändringen är positiv (gynnar spontanitet).
1. ΔG =0
2. 0 =-92 kJ/mol - t (100 j/mol · k)
3. T =(-92 kJ/mol)/(100 j/mol · k)
* Kom ihåg att konvertera KJ till j:t =(-92000 j/mol)/(100 j/mol · k)
4. T =-920 K
Viktiga anteckningar
* Temperatur i Kelvin: Använd alltid Kelvin (K) för temperatur i termodynamiska beräkningar.
* enheter: Se till att enheter är konsekventa i hela ekvationen.
* entropi: En positiv entropiförändring gynnar vanligtvis spontanitet.
Vänligen ange rätt värde för entropiändringen (ΔS) så att jag kan ge dig ett definitivt svar på temperaturen vid vilken reaktionen kommer att vara spontan.