Kai kurias reakcijas chemikai vadina termodinamiškai spontaniškomis, o tai reiškia, kad jos įvyksta nereikalaujant įdėti darbo, kad jos įvyktų. Apskaičiavę etaloną galite nustatyti, ar reakcija yra spontaniška Gibso laisva energija reakcijos, Gibbso laisvos energijos skirtumas tarp grynų produktų ir grynų reagentų standartinėse būsenose. (Nepamirškite, kad laisva Gibbso energija yra didžiausias neišsiplėtimo darbų kiekis, kurį galite gauti iš sistema.) Jei laisva reakcijos energija yra neigiama, reakcija yra termodinamiškai spontaniška kaip parašyta. Jei laisva reakcijos energija yra teigiama, reakcija nėra spontaniška.
Parašykite lygtį, vaizduojančią norimą tirti reakciją. Jei neprisimenate, kaip rašyti reakcijos lygtis, spustelėkite pirmąją nuorodą, esančią skyriuje Ištekliai, kad galėtumėte greitai peržiūrėti. Pavyzdys: tarkime, kad norite sužinoti, ar reakcija tarp metano ir deguonies yra termodinamiškai spontaniška. Reakcija būtų tokia:
Šio straipsnio pabaigoje esančiame skyriuje „Ištekliai“ spustelėkite nuorodą „NIST Chemical WebBook“. Pasirodžiusiame lange yra paieškos laukas, kuriame galite įvesti junginio ar medžiagos pavadinimą (pvz., Vandenį, metaną, deimantą ir kt.) Ir rasti daugiau informacijos apie jį.
Ieškokite kiekvienos reakcijos rūšies (tiek produktų, tiek reagentų) standartinės susidarymo entalpijos, ΔfH °. Pridėkite kiekvieno atskiro produkto ΔfH °, kad gautumėte bendrą produktų ΔfH °, tada pridėkite kiekvieno atskiro reagento ΔfH °, kad gautumėte reagentų ΔfH °. Pavyzdys: jūsų parašyta reakcija apima metaną, vandenį, deguonį ir CO2. Tokio elemento kaip stabiliausios formos deguonies ΔfH ° temperatūra visada yra 0, todėl kol kas galite nepaisyti deguonies. Vis dėlto, jei ieškosite visų kitų trijų rūšių ΔfH °, rasite:
Produktų ΔfH ° suma yra -393,51 + 2 x -285,8 = -965,11. Atkreipkite dėmesį, kad vandens ΔfH ° padauginote iš 2, nes jūsų cheminės reakcijos lygtyje priešais vandenį yra 2.
Paimkite kiekvienos reakcijos rūšies standartinę molinę entropiją arba S °. Kaip ir naudojant standartinę susidarymo entalpiją, sudarykite produktų entropijas, kad gautumėte bendrą produkto entropiją, ir sudėkite reagentų entropijas, kad gautumėte bendrą reagento entropiją.
Atkreipkite dėmesį, kad pridedant viską, deguonies ir vandens S ° reikia padauginti iš 2, nes kiekvieno iš jų reakcijos lygtyje yra skaičius 2.
Paskutinio veiksmo reakcijos S ° padauginkite iš 298,15 K (kambario temperatūra) ir padalykite iš 1000. Skirstote iš 1000, nes reakcijos S ° yra J / mol K, o standartinė reakcijos entalpija yra kJ / mol.
Pavyzdys: Reakcijos S ° yra -242,86. Padauginus tai iš 298,15, tada padalijus iš 1000 gaunama -72,41 kJ / mol.
Atimkite 7 žingsnio rezultatą iš 4 žingsnio rezultato - standartinės reakcijos entalpijos. Gauta jūsų figūra bus standartinė be Gibso reakcijos energija. Jei ji neigiama, reakcija vyksta termodinamiškai spontaniškai, kaip parašyta jūsų naudojamoje temperatūroje. Jei ji teigiama, reakcija nėra termodinamiškai savaiminė jūsų naudojamoje temperatūroje.
Pavyzdys: -890 kJ / mol - -72,41 kJ / mol = -817,6 kJ / mol, pagal kurį žinote, kad metano deginimas yra termodinamiškai savaiminis procesas.
Literatūra
- „Cheminiai principai: įžvalgos ieškojimas“; Peteris Atkinsas ir kt.; 2008
- „Organinė chemija, struktūra ir funkcijos“; Peteris Vollhardtas ir kt.; 2011
apie autorių
San Diege įsikūręs Johnas Brennanas apie mokslą ir aplinką rašė nuo 2006 m. Jo straipsniai pasirodė „Plenty“, „San Diego Reader“, „Santa Barbara Independent“ ir „East Bay“ Kas mėnesį. "Brennanas yra įgijęs biologijos mokslų bakalaurą Kalifornijos universitete, San Diege.
Nuotraukų kreditai
Photos.com/Photos.com/Getty Images
