Question

3. Які знаки мають Н та S для наведених далі оборотних реакцій? Що є умовою з погляду термодинаміки для стану рівноваги? a) Fe + CО ⇆ FeО + C (екзотермічна) б) H2O + C ⇆ CO + H2 (ендотермічна) в) CO2 + C ⇆ 2CO (ендотермічна) В який бік спрямовують ці реакції, ентрапійний та ентальпійний фактори? Яка умова з погляду термодинаміки для стану рівноваги?

Answer 1

У термодинаміці знаки ΔH (зміна ентальпії) та ΔS (зміна ентропії) мають наступні значення:

a) Fe + CO ⇆ FeO + C (екзотермічна) ΔH < 0 (негативне значення) - енергія виділяється у вигляді тепла під час реакції ΔS > 0 (позитивне значення) - ентропія збільшується

б) H2O + C ⇆ CO + H2 (ендотермічна) ΔH > 0 (позитивне значення) - енергія поглинається зовнішнім середовищем під час реакції ΔS < 0 (негативне значення) - ентропія зменшується

в) CO2 + C ⇆ 2CO (ендотермічна) ΔH > 0 (позитивне значення) - енергія поглинається зовнішнім середовищем під час реакції ΔS < 0 (негативне значення) - ентропія зменшується

З погляду термодинаміки, рівновага досягається, коли зміна вільної енергії (ΔG) реакції дорівнює нулю. Умова рівноваги з точки зору термодинаміки виражається такою рівністю:

ΔG = ΔH - TΔS = 0

де ΔG - зміна вільної енергії, ΔH - зміна ентальпії, ΔS - зміна ентропії, T - температура в абсолютних одиницях (Кельвін).

Якщо ΔG < 0, то реакція спрямована у напрямку утворення продуктів. Якщо ΔG > 0, то реакція спрямована у напрямку утворення реагентів. Якщо ΔG = 0, то реакція знаходиться у стані рівноваги.