1。バランスの取れた化学式を書きます
鉄の酸化(錆び)は、次の方程式で表されます。
4 fe(s) + 3o₂(g)→2fe₂(s)
2。 各種の標準ギブスの自由エネルギー(Δg°F)を特定する
反応に関与する各化合物の標準的なギブス自由エネルギー(Δg°F)を調べる必要があります。これらの値は通常、熱力学的データの表にあります。一般的な情報源は次のとおりです。
* nist化学Webbook: https://webbook.nist.gov/chemistry/
これがあなたが見つけるかもしれないものの例です:
*Δg°f [fe(s)] =0 kj/mol(元素の標準状態)
*Δg°f [o₂(g)] =0 kj/mol(元素の標準状態)
*Δg°f [fe₂o₃(s)] =-742.2 kj/mol
3。 ギブス自由エネルギー方程式を適用します
反応のギブス自由エネルギー(Δg°)の変化を計算する方程式は次のとおりです。
Δg°=σnΔg°F(製品) - σmΔg°F(反応物)
どこ:
*Δg°は標準的なギブス自由エネルギーの変化です
* nとmは、バランスの取れた方程式からの化学量論係数です
*Δg°Fは、各種の標準ギブス自由エネルギーの形成エネルギーです
4。 ギブス自由エネルギーの変化を計算します
例からの値を差し込む:
Δg°=[2 *(-742.2 kj/mol)] - [4 * 0 kj/mol + 3 * 0 kj/mol]
Δg°=-1484.4 kJ/mol
解釈:
*負のΔg°は、標準条件(25°Cおよび1 ATM圧力)で反応が自発的であることを示します。これは、鉄の酸化が室温で熱力学的に好ましいことを意味します。
重要なメモ:
* 標準条件: 計算では、標準条件(25°Cおよび1 ATM)を想定しています。さまざまな条件で作業している場合は、それに応じて計算を調整する必要があります。
* 温度依存性: 温度でギブスの自由エネルギーが変化します。 上記の方程式は25°Cでのみ適用されます。異なる温度を扱っている場合は、より複雑な計算を使用する必要があります。
* その他の要因: この計算は、熱力学的実現可能性のみを考慮します。水の存在などの他の要因は、錆び速度に影響を与える可能性があります。
鉄酸化反応に特定のΔG°F値があるかどうかを教えてください。計算をお手伝いできます!