У присутності хлориду алюмінію проходить реакція: циклогексан (р) метилциклопентан (р) При 298 КК = 0,143, а при 318 КК, = 0,193. Розрахуйте AG при 298 К та ДН.
Ответы
Для розрахунку зміни вільної енергії Gibbs (ΔG) можна використовувати рівняння Гіббса-Гельмгольца:
ΔG = ΔH - TΔS
де:
ΔG - зміна вільної енергії Gibbs (у джоулях, J)
ΔH - зміна ентальпії (у джоулях, J)
T - температура в абсолютних одиницях (у кельвінах, K)
ΔS - зміна ентропії (у джоулях на кельвін на моль, J/K/mol)
Спершу, давайте розрахуємо зміну ентропії (ΔS). Ми маємо дані при двох різних температурах:
При 298 K, ΔG = 0.143 KJ/mol
При 318 K, ΔG = 0.193 KJ/mol
Ми можемо використовувати ці дані для розрахунку різниці у зміні вільної енергії Gibbs (ΔΔG) між двома температурами:
ΔΔG = ΔG(318 K) - ΔG(298 K)
ΔΔG = (0.193 KJ/mol) - (0.143 KJ/mol)
ΔΔG = 0.050 KJ/mol
Тепер ми можемо використовувати це значення для розрахунку зміни ентропії (ΔS) за допомогою рівняння Гіббса-Гельмгольца:
ΔΔG = ΔH - TΔS
0.050 KJ/mol = ΔH - (318 K - 298 K)ΔS
ΔS = (ΔH - 0.050 KJ/mol) / 20 K
Тепер ми можемо використовувати рівняння Гіббса-Гельмгольца для розрахунку зміни ентальпії (ΔH) при температурі 298 K:
0.143 KJ/mol = ΔH - 298 K * ΔS
0.143 KJ/mol = ΔH - 298 K * [(ΔH - 0.050 KJ/mol) / 20 K]
Тепер розрахуємо ΔH:
ΔH = 0.143 KJ/mol + 298 K * [(ΔH - 0.050 KJ/mol) / 20 K]
ΔH = 0.143 KJ/mol + 14.65 KJ/mol
ΔH ≈ 14.79 KJ/mol
Отже, зміна ентальпії (ΔH) при 298 K дорівнює приблизно 14.79 KJ/mol.
Тепер, знаючи ΔH і ΔS, можемо розрахувати ΔG при 298 K:
ΔG = ΔH - TΔS
ΔG = 14.79 KJ/mol - 298 K * [(14.79 KJ/mol - 0.050 KJ/mol) / 20 K]
ΔG ≈ 14.79 KJ/mol - 44.41 KJ/mol
ΔG ≈ -29.62 KJ/mol
Отже, зміна вільної енергії Gibbs (ΔG) при 298 K дорівнює приблизно -29.62 KJ/mol.