1. L'équation chimique équilibrée:
L'équation chimique équilibrée pour la réaction est:
N₂ (g) + 3h₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g)
2. Changement d'énergie libre de Gibbs standard (ΔG °)
Vous avez besoin du changement d'énergie libre standard GIBBS (ΔG °) pour cette réaction. Vous pouvez trouver cette valeur dans un tableau de données thermodynamiques. Pour la formation d'ammoniac, ΔG ° est généralement d'environ -33,3 kJ / mol à 298k.
3. Le quotient de réaction (q)
Le quotient de réaction (q) est une mesure des quantités relatives de réactifs et de produits à tout moment. Il est calculé en utilisant les pressions partielles des gaz:
Q =(p (nh₃) ²) / (p (n₂) * p (h₂) ³)
Branchez les pressions partielles données:
Q =(2,0²) / (2,5 * 2,75³)
4. Le changement d'énergie libre de Gibbs (ΔG)
La relation entre ΔG, ΔG ° et Q est donnée par:
ΔG =ΔG ° + RTLN (Q)
Où:
* R =constante de gaz idéale (8,314 J / mol · k)
* T =température à Kelvin (298K)
Maintenant, remplacez les valeurs:
Δg =-33,3 kJ / mol + (8.314 J / mol · k * 298 k * ln (q))
Remarques importantes:
* Convertir KJ / MOL en j / mol pour la cohérence des unités.
* Assurez-vous d'utiliser la valeur correcte pour ΔG ° à partir d'une source fiable.
* La valeur de ΔG sera négative si la réaction favorise la formation de produits dans les conditions données.
Calcul:
1. Calculer Q:Q =(2,0²) / (2,5 * 2,75³) ≈ 0,16
2. Convertir ΔG ° en j / mol:Δg ° =-33,3 kJ / mol * 1000 j / kj =-33300 J / mol
3. Calculer ΔG:
Δg =-33300 J / mol + (8,314 J / mol · k * 298 k * ln (0,16)) ≈ -38422 J / mol
Par conséquent, le changement d'énergie libre de Gibbs (ΔG) pour la réaction de l'azote et de l'hydrogène pour former de l'ammoniac à 298k, étant donné les pressions partielles fournies, est d'environ -38,4 kJ / mol.
Cette valeur négative indique que la réaction est spontanée (Favors Product Formation) dans ces conditions.
