Chapter 17: Thermodynamics

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17.8:

표준 자유에너지 변화 계산

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표준 조건에서 발생하는 화학 반응에 대한 표준 자유 에너지 변화는 세 가지 방법 중 어느 하나로 계산할 수 있습니다. 표준 자유 에너지 변화는 세 가지 방법 중 어느 하나로 계산할 수 있습니다. 첫 번째 방법은 반응의 표준 델타 G에 대한 방정식을 사용하는 것입니다.산화칼슘과 이산화탄소로부터 탄산칼슘을 형성하는 과정을 관찰해 봅니다. 반응의 표준 엔탈피 변화는 반응에서 화합물이 형성되면서 나오는 열로부터 계산될 수 있고 준 엔트로피 변화는 표준 몰 엔트로피 로부터 계산될 수 있습니다. 기준 표의 값을 사용하여 반응에 대한 표준 엔탈피 변화와 준 엔트로피 변화를 결정할 수 있습니다.이 값들을 표준 자유 에너지의 변화에 대한 방정식에 대입하면 298 켈빈에서 반응의 표준 델타 G는 130.7 10³ 줄과 같습니다. 두 번째 방법에서 반응의 표준 자유 에너지의 변화는 생성물의 자유 에너지의 합에 화학양론계수를 곱한 것과 반응물의 자유로운 에너지의 합에 화학양론계수를 곱한 것의 차이로 계산합니다. 예를 들어 수소와 염소 기체가 반응하여 두 몰의 염화수소 기체를 생성하는 반응을 볼 수 있습니다.생성 엔탈피와 같이 순수한 원소의 생성 표준 자유 에너지는 0입니다. 따라서 수소 및 염소 기체의 생성 자유 에너지는 0인 반면 염화 수소 기체의 경우는 95.3 킬로줄입니다. 그래서 이 반응의 자유 에너지는 염화수소 기체의 생성 자유 에너지의 2배 또는 190.6 킬로줄과 같습니다.헤스의 법칙으로부터 단계적 반응에 대한 순 엔탈피 변화는 각 단계의 엔탈피의 합에 의해 계산될 수 있다는 것을 상기시킵니다. 세 번째 방법에서는 유사한 방식으로 반응에 대한 순수 자유 에너지 변화를 계산합니다. 황화 아연이 연소하여 금속 아연과 아황산 기체를 생성하는 과정을 고려해봅시다.이 과정은 표준 자유 에너지가 알려진 두 단계로 수행할 수 있습니다. 반응의 자유 에너지 변화를 더하면 전체 델타 G는 98.8 킬로줄입니다. 여기서 단계 1은 비자발적입니다.이 단계를 2단계의 자발적 반응과 결합하면 순 반응은 음의 델타 G를 가지며 따라서 자발적입니다.

17.8:

표준 자유에너지 변화 계산

1 바 압력및 298 K의 표준 조건하에서 발생하는 반응에 대한 자유 에너지 변화는 표준 자유 에너지 변화라고합니다. 자유 에너지는 상태 함수이므로 그 값은 시스템의 초기 및 최종 상태의 조건에만 의존합니다. 물리적 및 화학 반응을 위한 자유 에너지 변화 계산에 대한 편리하고 일반적인 접근 방식은 표준 상태 열역학 데이터의 널리 사용되는 컴파일을 사용하는 것입니다. 한 가지 방법은 표준 엔탈피 및 엔트로피의 사용을 사용하여 다음과 같은 관계에 따라 표준 자유 에너지 변화인 ΔG°를계산하는 것입니다.

반응에 대한 표준 자유 에너지 변화는 반응에 관여하는 반응제 및 제품의 형성 ΔGf°값의 표준 자유 에너지로부터 계산될 수 있다. 형성의 표준 자유 에너지는 표준 상태에서 원소에서 물질의 한 두더지의 형성을 동반 하는 자유 에너지 변화. 형성의 표준 엔탈피와 유사하게, ΔG_f°는 표준 상태 조건하에서 원소 물질에 대한 정의 제로입니다. 반응용