1. Comprendi la reazione
La formazione di ammoniaca (NH₃) dai suoi elementi è rappresentata dalla seguente equazione chimica bilanciata:
N₂ (G) + 3H₂ (G) ⇌ 2NH₃ (G)
2. L'equazione dell'energia libera di Gibbs
La variazione di energia libera di Gibbs (ΔG) per una reazione viene calcolata usando la seguente equazione:
ΔG =ΔH - TΔS
Dove:
* ΔG è il cambiamento nell'energia libera di Gibbs (in kj/mol)
* ΔH è il cambiamento nell'entalpia (in kj/mol)
* T è la temperatura in Kelvin (K)
* ΔS è il cambiamento nell'entropia (in J/mol · K)
3. Raccogli i dati termodinamici necessari
Avrai bisogno dei seguenti dati termodinamici per la reazione a 25 ° C (298 K):
* ΔH ° F (NH₃) :Entalpia standard di formazione di ammoniaca (guarda in un tavolo o online, in genere è di circa -46 kJ/mol)
* ΔH ° F (N₂) e ΔH ° F (H₂) :Entalpia standard di formazione degli elementi nel loro stato standard (entrambi sono 0 kJ/mol)
* ΔS ° (NH₃) :Entropia standard di ammoniaca (guarda in un tavolo o online)
* ΔS ° (N₂) e ΔS ° (H₂) :Entropia standard di azoto e idrogeno (cercare in un tavolo o online)
4. Calcola ΔH e ΔS per la reazione
* ΔH :Il cambiamento nell'entalpia per la reazione (ΔH °) viene calcolato usando le entalpie standard di formazione:
ΔH ° =[2 * ΔH ° F (NH₃)] - [ΔH ° F (N₂) + 3 * ΔH ° F (H₂)]
* ΔS :La variazione dell'entropia per la reazione (ΔS °) viene calcolata in modo simile, usando le entropie standard:
ΔS ° =[2 * ΔS ° (NH₃)] - [ΔS ° (N₂) + 3 * ΔS ° (H₂)]
5. Calcola ΔG
Sostituisci i valori ottenuti per ΔH, ΔS e t (298 K) nell'equazione di energia libera di Gibbs:
ΔG =ΔH - TΔS
Note importanti
* Condizioni standard: I valori utilizzati in questo calcolo (ΔH ° F, ΔS °) sono generalmente valori standard, il che significa che sono misurati in condizioni standard (298 K e 1 atm).
* unità: Assicurarsi che tutte le unità siano coerenti (KJ per ΔH, J per ΔS e K per T). Potrebbe essere necessario convertire tra KJ e J, se necessario.
* negativo ΔG: Un valore negativo per ΔG indica che la reazione è spontanea (favorita) nelle condizioni indicate.
Esempio:
Supponiamo di trovare i seguenti valori termodinamici standard:
* ΔH ° F (NH₃) =-46 kJ/mol
* ΔS ° (NH₃) =192 J/mol · K
* ΔS ° (n₂) =191 J/mol · K
* ΔS ° (H₂) =131 J/mol · K
Seguendo i passaggi sopra, è possibile calcolare ΔH, ΔS e quindi ΔG. Ricorda di usare unità coerenti per il calcolo!
Fammi sapere se hai valori specifici per l'entalpia e l'entropia della formazione in modo da poter fornire un calcolo completo per te!
