평형 상수는 반응 부호를 보여주는 방법입니다 (공정이 자발적이든 아니든). 반응물의 생성물 농도에 의해 (비표준 상태) 변화 될 때 반응의 상태를 표현해야한다.
깁스 자유 에너지 란 무엇입니까?
깁스 자유 에너지는 열역학적 전위, 일정한 압력 및 온도에서 열역학적 시스템에 의해 수행 된 가역적 또는 최대 작업으로 정의 될 수 있습니다. 1 초 안에 전기 에너지에 의한 작업은 전이 된 총 깁스 에너지 전하의 산물과 전위 셀의 전자 력으로 설명됩니다.
gibbs 자유 에너지 방정식-
ΔG =ΔH - TΔS
여기,
ΔG는 깁스 자유 에너지를 나타냅니다.
ΔH는 엔탈피 변화입니다.
t는 온도이고
입니다ΔS는 엔트로피의 변화입니다.
ΔG <0 일 때 에너지 응답은 자발적입니다.
ΔG> 0 일 때, 에너지 반응은 일반적으로 자발적이지 않습니다.
반응은 ΔG =0.
일 때 평형에 도달합니다자유 에너지 및 평형 상수 공식
특정 온도에서 ΔG0 반응에 대한 단일 값이 있습니다. 그러나 ΔG의 경우 다른 값이있을 수 있습니다. 두 값 모두 반응이 발생하는 데 중요합니다.
반응물에 대한 생성물의 비율이 평형 상태 일 때, 반응 (q)은 평형 상수 (q =k)를 나타낼 것이다. 자유 에너지 (ΔG =0)가 감소하는 자발적 공정의 경우, 공정의 반응은 평형으로 진행됩니다.
평형에서 전방 및 역 프로세스는 같은 속도로 발생합니다.
다음 방정식은 반응 중 언제라도 자유 에너지의 표준 상태 사이의 관계를 보여줍니다.
ΔG =ΔG0 + RT ln Q (q =k)
ΔG =ΔG0 + RT ln k =0
여기서 Δg =0
0 =Δg0 + rt ln k
ΔG0 =-rt ln k
온도 t에서 ΔG0은
로 계산됩니다.ln k =-Δg0/rt
평형 상수, k =ert/Δg0
여기서,
g - 언제라도 자유 에너지
ΔG0-KJ/mol의 표준 상태 자유 에너지
r은 이상적인 가스 상수이며 8.314 j/mol-k
입니다.t는 켈빈의 절대 온도입니다
k는 평형 상수
입니다- Δg0 <0, k> 1 =반응 선호 제품 형성
- ΔG0> 0, k <1 =반응 선호 반응물 형성
- Δg0 =0, k =1 =반응이 반응물이나 생성물 형성도하지 않습니다
엔탈피와 엔트로피 변화가 알려진 경우이 방정식을 사용하면 다양한 화학 반응을 계산할 수 있습니다. 이것은 엔탈피와 엔트로피가 온도에 따른 평형 상수의 변화에 따라 측정 될 수 있음을 의미합니다.
자유 에너지의 용어
-
표준 자유 에너지 형성 :
표준 자유 에너지 형성은 1 몰의 순수한 물질이 표준 상태의 요소로부터 형성 될 때 깁스 자유 에너지 변화로 정의됩니다.
-
표준 자유 에너지 변경 :
표준 자유 에너지 변화는 표준 조건 하에서 수행 된 반응에서 깁스 자유 에너지의 변화로 정의됩니다.
표준 자유 에너지에 대한예
H2 + 3N2 → 2NH3
반응은 298 K에서 발생합니다. ∆G =-32.7 kj/mol. KP를 찾으십시오.
답변 :∆G =-rt kp
in kp =-∆G/rt
=-(-32.7 x 103j/mol)/(8.314 j/k mol x 298 k)
=13.2
kp =5.4 x 105
결론
반응 지수 (q)와 평형 상수 (k)를 비교하면 반응이 어떻게 평형을 달성하는지 해독하는 데 도움이됩니다. 시스템이 평형 상태 인 경우 ∆G =0 및 ∆G0은 모든 생성물과 반응물이 표준 상태에 있음을 나타냅니다.
따라서 ∆G0 =-rt ink
반응에 관여하는 가스의 평형 상수는 농도의 관점에서 설명됩니다.
- Δg0 <0, k> 1, 제품이 더 선호된다는 것을 의미합니다
- ΔG0> 0, k <1, 반응물이 더 선호된다는 것을 의미합니다
- Δg0 =0이면 k =1이면 반응물과 제품이 모두 선호되지 않는다는 것을 의미합니다.
