Объясните связь между стандартными теплотами образования веществ и рассчитанными значениями ∆G при различных температурах

20 Ноя в 08:33
4 +4
0
Ответы
1
Кратко: связь задаётся уравнением Гиббса и уравнениями для температурной зависимости энтальпии и энтропии.
Основное уравнение:
ΔG=ΔH−TΔS \Delta G = \Delta H - T\Delta S
ΔG=ΔHTΔS
Для стандартных величин в стандартном состоянии:
ΔG∘(T)=ΔH∘(T)−TΔS∘(T). \Delta G^\circ(T)=\Delta H^\circ(T)-T\Delta S^\circ(T).
ΔG(T)=ΔH(T)TΔS(T).

Если у вас есть только стандартные теплоты образования и стандартные энтропии при T0=298.15 KT_0=298.15\ \text{K}T0 =298.15 K, то при приближении, что ΔH\Delta HΔH и ΔS\Delta SΔS практически не зависят от TTT,
ΔG∘(T)≈ΔH∘(298)−TΔS∘(298). \Delta G^\circ(T)\approx\Delta H^\circ(298)-T\Delta S^\circ(298).
ΔG(T)ΔH(298)TΔS(298).

Более точно, учитывая теплопритоки (разность теплоёмкостей ΔCp\Delta C_pΔCp ), используется:
ΔH∘(T)=ΔH∘(298)+∫298TΔCp dT,ΔS∘(T)=ΔS∘(298)+∫298TΔCpT dT, \Delta H^\circ(T)=\Delta H^\circ(298)+\int_{298}^{T}\Delta C_p\,dT,
\qquad
\Delta S^\circ(T)=\Delta S^\circ(298)+\int_{298}^{T}\frac{\Delta C_p}{T}\,dT,
ΔH(T)=ΔH(298)+298T ΔCp dT,ΔS(T)=ΔS(298)+298T TΔCp dT,
откуда при постоянном ΔCp\Delta C_pΔCp ΔG∘(T)=ΔH∘(298)−TΔS∘(298)+ΔCp (T−298)−TΔCpln⁡T298. \Delta G^\circ(T)=\Delta H^\circ(298)-T\Delta S^\circ(298)+\Delta C_p\,(T-298)-T\Delta C_p\ln\frac{T}{298}.
ΔG(T)=ΔH(298)TΔS(298)+ΔCp (T298)TΔCp ln298T .

Физический смысл:
- ΔH∘\Delta H^\circΔH отражает энтальпийный (энергетический) вклад — склонность к образованию более стабильных связей.
- ΔS∘\Delta S^\circΔS даёт температурноумножаемый вклад порядка TΔS∘T\Delta S^\circTΔS — вклад беспорядка/распределения энергии.
- При низких TTT доминирует ΔH\Delta HΔH, при высоких TTT важен −TΔS-T\Delta STΔS. При ΔG=0\Delta G=0ΔG=0 получается приближённая температура равновесия
Teq≈ΔH∘ΔS∘. T_{\text{eq}}\approx\frac{\Delta H^\circ}{\Delta S^\circ}.
Teq ΔSΔH .

Практически: чтобы корректно рассчитать ΔG∘\Delta G^\circΔG при прочих температурах, нужны не только ΔHf∘(298)\Delta H_f^\circ(298)ΔHf (298), но и ΔS∘(298)\Delta S^\circ(298)ΔS(298) и (если требуется точность) ΔCp(T)\Delta C_p(T)ΔCp (T).
20 Ноя в 09:00
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир