На основании табличных значений AGU обр.298 реагентов определить возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях. Укажите знак ASo х.р. Ответ обоснуйте. a) С(графит) + CO2(r) = 2CO(r) (Решение → 6118)

заказ №38755

Задание № 40а На основании табличных значений AGU обр.298 реагентов определить возможность самопроизвольного протекания реакции при стандартных условиях. Укажите знак ASo х.р. Ответ обоснуйте. a) С(графит) + CO2(r) = 2CO(r)

Решение:

Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида: Энергию Гиббса можно понимать как полную химическую энергию системы (кристалла, жидкости и т. д.) В химических процессах одновременно действуют два противоположных фактора — энтропийный ( ) и энтальпийный ( ). Суммарный эффект этих противоположных факторов в процессах, протекающих при постоянном давлении и температуре, определяет изменение энергии Гиббса ( ): Из этого выражения следует, что , то есть некоторое количество теплоты расходуется на увеличение энтропии ( ), эта часть энергии потеряна для совершения полезной работы (рассеивается в окружающую среду в виде тепла), её часто называют связанной энергией. Другая часть теплоты ( ) может быть использована для совершения работы, поэтому энергию Гиббса часто называют также свободной энергией. Характер изменения энергии Гиббса позволяет судить о принципиальной возможности осуществления процесса. При процесс может протекать, при процесс протекать не может (иными словами, если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном, то процесс принципиально может протекать, если наоборот — то не может). Если же , то система находится в состоянии химического равновесия. Речь идёт исключительно о принципиальной возможности протекания реакции. В реальных же условиях реакция может не начинаться и при соблюдении неравенства (по кинетическим причинам). Согласно табличным данным и уравнению реакции, вычислим энергию Гиббса реакции: ΔGp,298 = (2·ΔG°обр.298(СО)) – (ΔG°обр.298(С) + ΔG°обр.298(СО2)) = (2·(-137.2)) – (0+(-394.6)) = 120.2 (кДж). Так как полученное значение ΔGp,298 > 0, то самопроизвольно процесс протекать не может. ΔSреакции = ΔSпродуктов - ΔSисходных веществ (умноженные на коэффициенты в уравнении реакции). Энтропия газов выше, чем твердых тел и жидкостей, поэтому разность будет положительна: от 2 молей газа СО отнимем 1 моль газа СО2 и 1 моль графита С, и если из большего отнять меньшее, то знак энтропии будет положительный.