Question 1

Quali sono i tre metodi per calcolare il cambiamento di energia libera standard?

Accepted Answer

I tre metodi sono: (1) l'utilizzo di valori standard di entalpia ed entropia con l'equazione ΔG°, (2) il calcolo a partire dalle energie libere standard di formazione dei prodotti e dei reagenti, e (3) l'applicazione dei principi della legge di Hess sommando variazioni di energia libera delle reazioni a tappe. Ogni metodo fornisce lo stesso risultato poiché l'energia libera è una funzione di stato.

Question 2

Come si calcola il cambiamento di energia libera standard dall'entalpia e dall'entropia?

Accepted Answer

Determinare il cambiamento di entalpia standard (ΔH°) dai calori di formazione e il cambiamento di entropia standard (ΔS°) da entropìe molari standard usando le tabelle di riferimento. Sostituire questi valori in ΔG° = ΔH° − TΔS° a 298 K. Per esempio, la formazione del carbonato di calcio produce ΔG° = −130.7 × 10³ J usando questo approccio.

Question 3

Perché l'energia libera standard di formazione è zero per gli elementi puri?

Accepted Answer

Per definizione, lo energia libera standard di formazione è uguale a zero per le sostanze elementari in condizioni di stato standard perché non c'è nessun processo di formazione netto—l'elemento esiste già nel suo stato standard. Questa convenzione semplifica i calcoli, poiché solo i composti contribuiscono al cambiamento complessivo di energia libera.

Question 4

Come si utilizzano le energie libere di formazione per trovare il cambiamento di energia libera standard di una reazione?

Accepted Answer

Calcolare la somma di energie libere di formazione dei prodotti moltiplicata per i loro coefficienti stechiometrici, quindi sottrarre la somma delle energie libere di formazione dei reagenti moltiplicata per i loro coefficienti. Per l'idrogeno e il cloro che formano acido cloridrico, ΔG° = 2(−95.3 kJ) − 0 = −190.6 kJ.

Question 5

Cosa indica un cambiamento di energia libera standard negativo su una reazione?

Accepted Answer

Un ΔG° negativo indica che la reazione è spontanea in condizioni standard e procederà in avanti. Al contrario, un ΔG° positivo significa che la reazione è non spontanea. Accoppiare una reazione non spontanea con una spontanea può produrre un ΔG° complessivamente negativo, rendendo il processo combinato termodinamicamente favorevole.

Question 6

Come può essere applicata la legge di Hess per calcolare i cambiamenti di energia libera per reazioni a tappe?

Accepted Answer

Per una reazione effettuata in più fasi, sommare i cambiamenti di energia libera standard di ogni singola fase per ottenere il ΔG° complessivo. Questo funziona perché l'energia libera è una funzione di stato. Per la combustione del solfuro di zinco in due fasi con valori ΔG° noti, la reazione netta produce ΔG° = −98,8 kJ.

Question 7

Quali sono le condizioni standard di stato per calcolare i cambiamenti di energia libera?

Accepted Answer

Le condizioni standard sono definite come una pressione di 1 bar e una temperatura di 298 K (25°C). Il cambiamento di energia libera calcolato in queste condizioni è chiamato cambiamento di energia libera standard (ΔG°). Queste condizioni standardizzate permettono ai chimici di utilizzare tabelle di dati termodinamici ampiamente disponibili per calcoli coerenti.

Calcolo delle variazioni standard di energia libera

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