1。反応を理解する
その要素からのアンモニア(NH₃)の形成は、次のバランスのとれた化学式で表されます。
n₂(g) +3h₂(g)⇌2nh₃(g)
2。ギブス自由エネルギー方程式
反応のギブス自由エネルギー変化(ΔG)は、次の方程式を使用して計算されます。
Δg=Δh -tδs
どこ:
* Δg ギブス自由エネルギーの変化(KJ/mol)
* Δh エンタルピーの変化です(KJ/mol)
* t ケルビン(k)の温度です
* Δs エントロピーの変化(J/mol・k)
3。 必要な熱力学的データを収集します
25°C(298 K)での反応には、次の熱力学的データが必要です。
* ΔH°F(nh₃) :アンモニアの形成の標準的なエンタルピー(テーブルまたはオンラインで見上げると、通常は-46 kJ/mol前後です)
* ΔH°F(n₂)およびΔH°f(h₂) :標準状態の元素の形成の標準エンタルピー(両方とも0 kJ/molです)
* ΔS°(nh₃) :アンモニアの標準エントロピー(テーブルまたはオンラインで検索)
* ΔS°(n₂)およびΔs°(h₂) :窒素と水素の標準エントロピー(テーブルまたはオンラインで検索)
4。反応についてΔHとΔSを計算します
* Δh :反応のエンタルピーの変化(ΔH°)は、形成の標準エンタルピーを使用して計算されます。
ΔH°=[2 *ΔH°F(nH₃)] - [ΔH°F(n₂) + 3 *ΔH°f(h₂)]]
* Δs :反応のエントロピーの変化(ΔS°)は、標準のエントロピーを使用して同様に計算されます。
ΔS°=[2 *ΔS°(nh₃)] - [ΔS°(n₂) + 3 *ΔS°(h₂)]]
5。 Δgを計算します
ΔH、ΔS、およびt(298 k)に対して得た値をギブス自由エネルギー方程式に置き換えます。
Δg=Δh -tδs
重要なメモ
* 標準条件: この計算で使用される値(ΔH°F、ΔS°)は通常、標準値であり、標準条件(298 Kおよび1 ATM)で測定されます。
* 単位: すべてのユニットが一貫していることを確認してください(ΔHの場合はKJ、ΔSのj、tのk)。必要に応じてKJとJの間で変換する必要がある場合があります。
* 陰性Δg: ΔGの負の値は、特定の条件下で反応が自発的(好まれている)ことを示しています。
例:
次の標準的な熱力学的値を見つけると仮定しましょう。
*ΔH°F(nh₃)=-46 kJ/mol
*ΔS°(nh₃)=192 j/mol・k
*ΔS°(n₂)=191 j/mol・k
*ΔS°(h₂)=131 j/mol・k
上記の手順に従って、ΔH、ΔS、およびΔGを計算できます。 計算に一貫したユニットを使用することを忘れないでください!
エンタルピーと形成のエントロピーの特定の値がある場合は、私にお知らせください。そうすれば、完全な計算を提供できます。