​​​​​​​Реакция горения ацетилена протекает по уравнению C2H2(г)+ 5/2 O2(г)=2CO2(г)+H2O(ж) Вычислите ΔG 0 298, ΔS 0 298. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. (Решение → 31967)

Заказ №38836

Реакция горения ацетилена протекает по уравнению C2H2(г)+ 5/2 O2(г)=2CO2(г)+H2O(ж) Вычислите ΔG 0 298, ΔS 0 298. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции.

Решение:

Энтропия является критерием самопроизвольного течения процесса только в изолированных системах. На практике надо знать критерии, описывающие реальные процессы. 2 закон термодинамики. Существует функция состояния, называемая энтропией S, причем dS – полный дифференциал, который для обратимых процессов равен dS=SQобр/T, а для необратимых dS>SQобр/T. Для изолированных систем теплообмена с окружающей средой не происходит и Обр. S=0 Необр S>0 Для изолированных систем критерием самопроизвольного течения процесса является рост энтропии. Энтропия (физический смысл). Каждое макросостояние осуществляется за счет бесчисленного числа микросостояний. Больцман показал, что чем большее число микросостояний соответствует данному макросостоянию, тем больше термодинамическая вероятность системы, т.е абсолютное значение энтропии является функцией термодинамической вероятности W. S=KLnW K-постоянная Больцмана. Энтропия – мера молекул состояния, мера хаотичности системы. Sпара>Sжидкости>Sтверд. Абсолютное значение энтропии всех веществ приводится в справочнике. Для расчета надо: S 0 р-ции=njS 0 j продукты -niS 0 i исх.в-в [Дж/моль*К] Размерность энтропии определяется размерностью константы Больцмана. Для вещества величина энтропии обычно дается в расчете на 1 моль, тогда ее размерность Дж/(К•моль). В табл. 1 приведено несколько примеров величин W и S. Если рассматриваемая система изолированная, то никакие реакции внутри нее не оказывают влияния на Мир. Поэтому в такой системе условия S > 0 достаточно для возможности протекания самопроизвольного процесса. С увеличением W — числа способов, которым может быть реализовано данное состояние вещества, – возрастает энтропия S. Однако большинство реальных систем открытые, могут обмениваться с внешней средой веществом и энергией. В этом случае следует учесть изменение энтропии не только системы, но и окружающей среды. В результате химической реакции изменилась не только система (например, водород и кислород превратились в воду), но и окружающая среда, в которую выделилась теплота реакции, при этом ее (среды) энтропия тоже изменилась. Таким образом, информации об энтропиях участвующих в реакции веществ недостаточно для решения вопроса о ее возможности. Должно учитываться изменение энтропии не только системы как разность энтропий продуктов и реагентов, но и энтропии окружающей среды Sср, которая изменилась в результате рассеяния в ней теплоты экзотермической реакции или поглощения системой теплоты из окружающей среды в результате эндотермической реакции Sср = Q/T. Для реакции, проходящей при постоянном давлении (это большинство реакций в природе), Sср = H/T. Теперь критерий возможности самопроизвольного процесса — увеличение энтропии мира Sм: Sм = Sсист + Sср > 0. Можно записать (с учетом того, что Hср = – Нсист): Sм = Sсист + Sср = Sсист + Hср/Т = Sсист – Hсист/Т. Самопроизвольный процесс в некоторой системе (где изменения и энтропии, и энтальпии относятся только к рассматриваемой системе) возможен, если: S – H/Т > 0, или H – T S < 0. Значение этой функции (ее знак): G = H – T S