Используя значения стандартных энтальпий образования вещества и абсолютных энтропий, рассчитайте стандартную энергию Гиббса (при 298К) реакции: 3СО (г) + Fe2O3(тв) = 3СО2(г) + 2Fe(тв)
Оцените роль энтальпийного и энтропийного фактора в самопроизвольности реакции
Решение
Выпишем данные для расчета
Вещество ∆Н0обр.298,кДж/моль S0обр.298, Дж/моль·К ∆G0обр.298
кДж/моль
СО (г) -111 198 -137
Fe2O3(тв) -842 87,4 -742
СО2(г) -394 214 -394
Fe(тв) 0 27 -
С учетом вывода из закона Гесса получаем
Термохимическое уравнение реакции:
3 СО (г) + Fe2O3(тв) = 3СО2(г) + 2Fe(тв),
Реакция протекает с выделением теплоты, т.к
Энтальпийный фактор (ΔH) характеризует стремление системы к упорядоченности, к минимуму энергии, т.к. сопровождается уменьшением внутренней энергии.
Энтропия (S) – термодинамическая функция учитывает меру неупорядоченности системы, является абсолютной величиной для каждого состояния вещества (системы)
. Чем меньше неупорядоченность системы, тем выше энтропия системы. Поэтому в газообразном состоянии вещества имеют значение энтропии выше, чем в жидком и кристаллическом состоянии.
Энтропии веществ, как и их энтальпии, относят к стандартным условиям и называют стандартной энтропией (S0обр)
Изменение стандартной молярной энтропии в химической реакции определяется уравнением
Подставляя наши данные, рассчитаем изменение энтропии химической реакции
Таким образом энтропийный фактор (ТΔS) – стремление системы к хаотичному и вероятному состоянию (Т добавляется для соотношения размерностей).
Энергия Гиббса служит критерием самопроизвольного протекания химической реакции в изобарно-изотермических условиях, т