कुछ प्रतिक्रियाएं ऐसी होती हैं जिन्हें केमिस्ट थर्मोडायनामिक रूप से सहज कहते हैं, जिसका अर्थ है कि वे ऐसा करने के लिए काम किए बिना होती हैं। आप मानक की गणना करके यह निर्धारित कर सकते हैं कि प्रतिक्रिया सहज है या नहीं गिब्स मुक्त ऊर्जा प्रतिक्रिया की, गिब्स मुक्त ऊर्जा में शुद्ध उत्पादों और शुद्ध अभिकारकों के बीच उनकी मानक अवस्थाओं में अंतर। (याद रखें कि गिब्स मुक्त ऊर्जा गैर-विस्तार कार्य की अधिकतम मात्रा है जिसे आप प्राप्त कर सकते हैं a प्रणाली।) यदि प्रतिक्रिया की मुक्त ऊर्जा नकारात्मक है, तो प्रतिक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से सहज होती है लिखा हुआ। यदि प्रतिक्रिया की मुक्त ऊर्जा सकारात्मक है, तो प्रतिक्रिया सहज नहीं है।
आप जिस प्रतिक्रिया का अध्ययन करना चाहते हैं उसका प्रतिनिधित्व करने वाला एक समीकरण लिखें। यदि आपको याद नहीं है कि प्रतिक्रिया समीकरण कैसे लिखे जाते हैं, तो त्वरित समीक्षा के लिए संसाधन अनुभाग के अंतर्गत पहले लिंक पर क्लिक करें। उदाहरण: मान लीजिए कि आप जानना चाहते हैं कि मीथेन और ऑक्सीजन के बीच की प्रतिक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से सहज है या नहीं। प्रतिक्रिया इस प्रकार होगी:
इस लेख के अंत में संसाधन अनुभाग के अंतर्गत NIST रासायनिक वेबबुक लिंक पर क्लिक करें। दिखाई देने वाली विंडो में एक खोज फ़ील्ड है जहां आप एक यौगिक या पदार्थ (जैसे पानी, मीथेन, हीरा, आदि) का नाम टाइप कर सकते हैं और उस पर अधिक जानकारी प्राप्त कर सकते हैं।
प्रतिक्रिया में प्रत्येक प्रजाति के गठन की मानक थैलीपी, formationfH ° देखें (उत्पाद और अभिकारक दोनों)। उत्पादों के लिए कुल ΔfH° प्राप्त करने के लिए प्रत्येक व्यक्तिगत उत्पाद के ΔfH° को एक साथ जोड़ें, फिर अभिकारकों के ΔfH° प्राप्त करने के लिए प्रत्येक व्यक्तिगत अभिकारक के fH° को एक साथ जोड़ें। उदाहरण: आपके द्वारा लिखी गई प्रतिक्रिया में मीथेन, पानी, ऑक्सीजन और CO2 शामिल हैं। किसी तत्व का fH° जैसे ऑक्सीजन अपने सबसे स्थिर रूप में हमेशा 0 पर सेट होता है, इसलिए आप अभी के लिए ऑक्सीजन की उपेक्षा कर सकते हैं। हालाँकि, यदि आप अन्य सभी तीन प्रजातियों के लिए fH° देखें, तो आप निम्नलिखित पाएंगे:
उत्पादों के लिए fH° का योग -393.51 + 2 x -285.8 = -965.11 है। ध्यान दें कि आपने पानी के ΔfH° को 2 से गुणा किया है, क्योंकि आपके रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण में पानी के सामने 2 है।
अपनी प्रतिक्रिया में प्रत्येक प्रजाति के लिए मानक दाढ़ एन्ट्रापी, या S° प्राप्त करें। निर्माण की मानक एन्ट्रापी की तरह ही, उत्पादों की एन्ट्रॉपी को जोड़कर कुल उत्पाद एन्ट्रॉपी प्राप्त करें और कुल अभिकारक एन्ट्रॉपी प्राप्त करने के लिए अभिकारकों की एंट्रोपियों को जोड़ें।
ध्यान दें कि सब कुछ जोड़ते समय आपको ऑक्सीजन और पानी दोनों के लिए S° को 2 से गुणा करना होगा, क्योंकि प्रतिक्रिया समीकरण में प्रत्येक के सामने संख्या 2 होती है।
अंतिम चरण से प्रतिक्रिया के S° को 298.15 K (कमरे के तापमान) से गुणा करें और 1000 से विभाजित करें। आप 1000 से विभाजित कर रहे हैं क्योंकि प्रतिक्रिया का S° J / mol K में है, जबकि प्रतिक्रिया की मानक थैलीपी kJ / mol में है।
उदाहरण: प्रतिक्रिया का S° -242.86 है। इसे 298.15 से गुणा करने पर, फिर 1000 से भाग देने पर -72.41 kJ/mol प्राप्त होता है।
चरण 4 के परिणाम से चरण 7 के परिणाम को घटाएं, प्रतिक्रिया की मानक थैलीपी। आपका परिणामी आंकड़ा प्रतिक्रिया की मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा होगी। यदि यह नकारात्मक है, तो प्रतिक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से सहज है जैसा कि आपके द्वारा उपयोग किए गए तापमान पर लिखा गया है। यदि यह सकारात्मक है, तो आपके द्वारा उपयोग किए गए तापमान पर प्रतिक्रिया थर्मोडायनामिक रूप से सहज नहीं है।
उदाहरण: -890 kJ / mol - -72.41 kJ/mol = -817.6 kJ/mol, जिससे आप जानते हैं कि मीथेन का दहन एक थर्मोडायनामिक रूप से सहज प्रक्रिया है।
संदर्भ
- "रासायनिक सिद्धांत: अंतर्दृष्टि की खोज"; पीटर एटकिंस, एट अल।; 2008
- "कार्बनिक रसायन विज्ञान, संरचना और कार्य"; पीटर वोलहार्ड्ट, एट अल।; 2011
लेखक के बारे में
सैन डिएगो में स्थित, जॉन ब्रेनन 2006 से विज्ञान और पर्यावरण के बारे में लिख रहे हैं। उनके लेख "प्लेंटी," "सैन डिएगो रीडर," "सांता बारबरा इंडिपेंडेंट" और "ईस्ट बेयू" में छपे हैं मासिक।" ब्रेनन ने कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो से जीव विज्ञान में विज्ञान स्नातक किया है।
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