Veja como calcular a mudança de energia livre de Gibbs (ΔG) para a reação de nitrogênio e hidrogênio para formar amônia a 298k, dadas as pressões parciais dos reagentes e produtos:

1. A equação química equilibrada:

A equação química equilibrada para a reação é:

N₂ (g) + 3h₂ (g) ⇌ 2NH₃ (g)

2. Mudança de energia livre de Gibbs padrão (ΔG °)

Você precisa da mudança padrão de energia Gibbs (ΔG °) para esta reação. Você pode encontrar esse valor em uma tabela de dados termodinâmicos. Para a formação de amônia, ΔG ° é tipicamente em torno de -33,3 kJ/mol a 298k.

3. O quociente de reação (q)

O quociente de reação (Q) é uma medida das quantidades relativas de reagentes e produtos a qualquer momento. É calculado usando as pressões parciais dos gases:

Q =(p (nh₃) ²) / (p (n₂) * p (h₂) ³)

Conecte as pressões parciais dadas:

Q =(2,0²) / (2,5 * 2,75³)

4. A mudança de energia livre de Gibbs (ΔG)

A relação entre ΔG, ΔG ° e Q é dada por:

ΔG =ΔG ° + rtln (q)

Onde:

* R =constante de gás ideal (8,314 j/mol · k)
* T =temperatura em Kelvin (298K)

Agora, substitua os valores:

ΔG =-33,3 kJ/mol + (8,314 j/mol · k * 298 k * ln (q))

Notas importantes:

* Converta KJ/mol em J/mol para consistência em unidades.
* Certifique -se de usar o valor correto para ΔG ° de uma fonte confiável.
* O valor de ΔG será negativo se a reação favorecer a formação do produto nas condições fornecidas.

Cálculo:

1. Calcule q:q =(2,0²) / (2,5 * 2,75³) ≈ 0,16
2. Converta ΔG ° em J/mol:ΔG ° =-33,3 kJ/mol * 1000 J/KJ =-33300 J/mol
3. Calcule ΔG:
ΔG =-33300 J/mol + (8,314 J/mol · k * 298 K * ln (0,16)) ≈ -38422 j/mol/mol

Portanto, a mudança de energia livre de Gibbs (ΔG) para a reação de nitrogênio e hidrogênio para formar amônia a 298k, dadas as pressões parciais fornecidas, é de aproximadamente -38,4 kJ/mol.

Esse valor negativo indica que a reação é espontânea (favorece a formação do produto) nessas condições.