Вопрос, который вызвал трудности
Рассчитать ΔG и сделать вывод про возможность самопроизвольного течения этой реакции при н.у. Найти ΔS реакции. При какой температуре возможность самопроизвольное течение реакции?
Ответ экспертов Учись.Ru
Чтобы дать полноценный ответ, был привлечён специалист, который хорошо разбирается в теме «ЕГЭ (школьный)». Ваш вопрос звучал так: Рассчитать ΔG и сделать вывод про возможность самопроизвольного течения этой реакции при н.у. Найти ΔS реакции. При какой температуре возможность самопроизвольное течение реакции?
После обсуждения с другими специалистами сервиса мы пришли к выводу, что правильный ответ на ваш вопрос будет звучать следующим образом:
Fe3O4 + CO =3 FeO + CO2
ΔG° реакции = ΔG°обр. (CO2) + 3ΔG°обр. (FeO) – [ΔG°обр. (Fe3O4) + ΔG°обр. (CO)]
ΔG° реакции = –244,3 – 394,38 – [(–1014,2) ∙3 + (–137,14)] = +24,06 кДж/моль
Поскольку ΔG° реакции > 0, то самопроизвольное протекание реакции при ст.у. (298К, 1 атм.) невозможно.
ΔS°реакции = S°(CO2) + 3S°(FeO) – S°(CO) – S°(Fe3O4) = 213,68 + 3 ∙ 60,75 – 197,54 – 146,2 = +52,19 Дж/моль∙К
Отсюда можно посчитать ΔН°реакции и Т равн.:
ΔG° = ΔН° –ТΔS°/1000 (1000 - перевод Дж в кДж)
ΔН° = ΔG° + ТΔS°/1000 = 24,06 + 298 ∙ 52,19/1000 = + 39,61 кДж/моль
Реакция, для которой ΔН° > 0, ΔS > 0, возможна при Т > Т равн.
Т равн. - темп., при которой ΔG° =0, тогда
ΔН°= Травн. ∙ ΔS°/1000
Травн. = ΔН° ∙ 1000 / ΔS° = 39,61∙ 1000 / 52,19 = 759 К
⇒ самовольное течение реакции возможно при Т > 759 К.
ΔG° реакции = ΔG°обр. (CO2) + 3ΔG°обр. (FeO) – [ΔG°обр. (Fe3O4) + ΔG°обр. (CO)]
ΔG° реакции = –244,3 – 394,38 – [(–1014,2) ∙3 + (–137,14)] = +24,06 кДж/моль
Поскольку ΔG° реакции > 0, то самопроизвольное протекание реакции при ст.у. (298К, 1 атм.) невозможно.
ΔS°реакции = S°(CO2) + 3S°(FeO) – S°(CO) – S°(Fe3O4) = 213,68 + 3 ∙ 60,75 – 197,54 – 146,2 = +52,19 Дж/моль∙К
Отсюда можно посчитать ΔН°реакции и Т равн.:
ΔG° = ΔН° –ТΔS°/1000 (1000 - перевод Дж в кДж)
ΔН° = ΔG° + ТΔS°/1000 = 24,06 + 298 ∙ 52,19/1000 = + 39,61 кДж/моль
Реакция, для которой ΔН° > 0, ΔS > 0, возможна при Т > Т равн.
Т равн. - темп., при которой ΔG° =0, тогда
ΔН°= Травн. ∙ ΔS°/1000
Травн. = ΔН° ∙ 1000 / ΔS° = 39,61∙ 1000 / 52,19 = 759 К
⇒ самовольное течение реакции возможно при Т > 759 К.