깁스 자유 에너지 방정식
Gibbs Free Energy Change (ΔG)은 엔탈피 변화 (ΔH), 엔트로피 변화 (ΔS) 및 온도 (t)와 관련이 있습니다.
ΔG =ΔH- TΔS
자발성 및 깁스 자유 에너지
* 자발적 반응 : ΔG가 음성 일 때 반응은 자발적입니다 (외부 에너지 입력없이 발생).
* 자발적 비 반응 : ΔG가 양수 일 때 반응은 비 espont입니다.
* 평형 : ΔG가 0 일 때 반응은 평형 상태에있다.
과염소산 칼륨의 분해
과염소산 칼륨의 분해는 다음 방정식으로 표현 될 수 있습니다.
kclo₄ (s) → Kcl (s) + 2o₂ (g)
열역학적 데이터
깁스 자유 에너지 방정식을 사용하려면이 반응에 엔탈피 변화 (ΔH)와 엔트로피 변화 (ΔS)가 필요합니다. 이 값은 표준 열역학 표에서 찾을 수 있습니다.
* ΔH ° (표준 엔탈피 변화) : 약 +43.5 kJ/mol
* ΔS ° (표준 엔트로피 변경) : 약 +207 j/mol · k
온도 범위 계산
1. Δg를 0으로 설정하십시오 : 반응이 자발적 인 온도 범위를 찾고 싶기 때문에 ΔG를 0으로 설정하고 T에 대해 해결합니다.
0 =ΔH ° -TΔS °
2. t :를 해결하기 위해 방정식을 재정렬하십시오
t =ΔH ° / ΔS °
3. 값을 대체합니다 :
t =(43.5 kj/mol)/(207 J/mol · K)
참고 :KJ를 J :T =(43500 j/mol)/(207 j/mol · k)로 변환합니다.
4. 온도 계산 :
t ≈ 210 K
해석
* 210 K 이하 : ΔG가 음성이기 때문에 반응은 자발적입니다.
* 위 210 K : ΔG가 양수이기 때문에 반응은 비 esuct입니다.
* at 210 K : 반응은 평형 상태에있다.
중요한 고려 사항
* 실제 조건 : 이 계산은 표준 조건 (298K 및 1 ATM)을 가정합니다. 실제로, 분해 온도는 다른 압력 또는 촉매의 존재 하에서 다를 수있다.
* 활성화 에너지 : 열역학적으로 210k 미만의 열역학적으로 유리하지만, 활성화 에너지 장벽이 높기 때문에 분해는 여전히 느릴 수 있습니다.
결론
깁스 자유 에너지 방정식에 기초하여, kclo₄의 분해는 약 210k의 온도보다 자발적이다. .
