Ле Шателье vs Гиббс

вопросы, касающиеся школьной и вузовской химии; помощь в решении задач различного уровня сложности
Ответить
Аватара пользователя
Alximikus
Сообщения: 100
Зарегистрирован: Чт май 26, 2011 7:41 am

Ле Шателье vs Гиббс

Сообщение Alximikus » Вс окт 20, 2019 5:37 pm

Добрый день коллеги!
Готовлюсь к занятиям с первокурсниками по основам термодинамики и набрел на такую задачу в сборнике Зайцева 14-3
Зайцев 14-3.jpg
.
Действительно как-то странно выходит. Взял я, например, реакцию H2(г)+Br2(г)=2HBr(г)
ΔrH0=2ΔHf0(HBr(г))-ΔHf0(Br(г))=2*(-35,95)кДж/моль-30,51кДж/моль=-102,41 кДж
Реакция экзотермическая, значит, увеличение температуры будет приводить к смещению реакции влево.
В то же время
Энтропия реакции оказалась равна ΔrS0=2*198,55 Дж/(моль*К) - 130.46 Дж/(моль*К) - 245.07 Дж/(моль*К) = 21.57 Дж/К
Так как энтропия положительна, повышение температуры будет приводить к увеличению члена TΔS и уменьшению энергии Гиббса, следовательно будет возрастать константа равновесия реакции, что говорит о том, что равновесие смещается в сторону образования продуктов... Вот тут и нестыковочка.
И Зайцев в задаче своим вопросом как бы намекает, что нужно смотреть по энтальпии... а не по изменению энергии Гиббса.
Похоже, что у меня проблемы с восприятием термодинамики...
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Последний раз редактировалось Alximikus Вт окт 22, 2019 4:41 pm, всего редактировалось 1 раз.
Чтобы поверить в добро нужно начать делать его. (Л.Н. Толстой)

Аватара пользователя
Alximikus
Сообщения: 100
Зарегистрирован: Чт май 26, 2011 7:41 am

Re: Ле Шателье vs Гиббс

Сообщение Alximikus » Вт окт 22, 2019 9:45 am

Ау! Люди, человеки! Вымер кемпорт, что ли...
Чтобы поверить в добро нужно начать делать его. (Л.Н. Толстой)

avelon
Сообщения: 441
Зарегистрирован: Ср авг 12, 2009 5:09 pm

Re: Ле Шателье vs Гиббс

Сообщение avelon » Вт окт 22, 2019 3:40 pm

обратите внимание на единицы измерения и вклады факторов термодинамику процесса

Аватара пользователя
Alximikus
Сообщения: 100
Зарегистрирован: Чт май 26, 2011 7:41 am

Re: Ле Шателье vs Гиббс

Сообщение Alximikus » Вт окт 22, 2019 5:10 pm

Прошу прощения, конечно же энтропия в Дж, а не в кДж, уже поправил. Но все равно не могу врубиться, ведь если считать, что энтальпия не зависит от температуры, то изменение энергии Гиббса (соответственно и смещение равновесия) обусловлено ТОЛЬКО энтропийным членом TΔS, не важно мал он или велик относительно ΔH. Или смысл в том, что нельзя пренебрегать зависимостью энтальпии от температуры? Но исходя из того, что ей часто пренебрегают, она должна быть существенно меньше TΔS.
В приведенном примере показано, что руководствуясь принципом Ле Шателье и рассчитывая энергии Гиббса при разных Т можно получить различные тенденции во влиянии температуры на смещение равновесия...
Чтобы поверить в добро нужно начать делать его. (Л.Н. Толстой)

avelon
Сообщения: 441
Зарегистрирован: Ср авг 12, 2009 5:09 pm

Re: Ле Шателье vs Гиббс

Сообщение avelon » Вт окт 22, 2019 6:04 pm

и энтальпия и энтропия зависят от температуры. можно посчитать эту зависимость через теплоемкость. Влияние температуры на значение ΔGº неоднозначно и зависит от вкладов энтальпийного и энтропийного факторов. Возьмите процесс, протекающий с уменьшением энтальпии (ΔН < 0) и увеличением энтропии (ΔS > 0) и получите, что вне зависимости от температуры, энергия Гиббса будет отрицательной (как раз ваш пример). для такого процесса посмотрите вклады при 298 К (6% - энтропийный для вашего примера) и при 1000 К (20%). В обоих случаях доминирующий вклад энтальпийный. тогда влияние температуры определяется энтальпией процесса

Аватара пользователя
Alximikus
Сообщения: 100
Зарегистрирован: Чт май 26, 2011 7:41 am

Re: Ле Шателье vs Гиббс

Сообщение Alximikus » Вт окт 22, 2019 6:45 pm

Спасибо, дошло! Помогли разобраться :clap:
Можно сформулировать так: константа равновесия зависит от энергии Гиббса K = e-ΔG/RT, --> K = e-(ΔH-TΔS)/RT = eΔS/R-ΔH/RT.
Отсюда видно, что влияние на равновесие, оказываемое температурой как раз определяется знаком и величиной ΔH!
Еще раз спасибо!
Чтобы поверить в добро нужно начать делать его. (Л.Н. Толстой)

Ответить

Вернуться в «химия в школе и вузе, помощь в решении задач»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 40 гостей