Вычислите реакции, протекающей по уравнению, используя значения стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий веществ:
Решение
При постоянстве температуры и давления химические реакции могут самопроизвольно протекать только в таком направлении, при котором энергия Гиббса системы уменьшается. Если △G0 реакции < 0, то реакция возможна в прямом направлении.
Вычислим стандартное изменение энергии Гиббса по формуле :
ΔG°298 = ΔH°298 - Т ΔS°298
В стандартных условиях Т = 298 К
Выпишем из справочных данных значения стандартных энтальпий образования веществ и стандартных энтропий веществ:
Название вещества PbO2(к) Zn(к) ZnO(к) Pb(к)
∆H0298,кДж/моль - 276,56 0 - 348,11 0
S°298, Дж/моль К 71,92 41,63 43,51 64,81
1
. Вычислим тепловой эффект реакции:
Δ Н° 298 = [2△ Н°298 ZnO(к)+ △ Н°298 Pb(к)] - [△ Н°298 PbO2(к)+
+ 2△ Н°298 Zn(к)] = [ 2 ∙ ( - 348,11) + 0] – [ - 276,56 + 0] = - 419,66 кДж
2. Рассчитаем изменение энтропии.
Изменение энтропии в результате протекания реакции при стандартных условиях равно сумме энтропий продуктов реакции за вычетом суммы энтропий исходных веществ с учетом коэффициентов.
Δ S°298 = ∑ n S °298(продуктов) - ∑ n S °298(исходных в-в)
Δ S°298 =[2S°298 ZnO(к)+ S°298 Pb(к)] - [S°298 PbO2(к) + 2S°298 Zn(к)] =
= [ 2 ∙ 43,51 + 64,81] – [ 71,92 + 2 ∙ 41,63] = 87,02 + 64,81 – 71,92 – 83,26 =
= - 3,35 Дж/К = - 0,00335 кДж/К
3