Привет! Сегодня я расскажу вам о том, как рассчитать изменение свободной энергии (ΔG) и стандартное изменение свободной энергии (ΔG°′) для реакции CH3COOH CH3COO− H , при условии pH7 и константе равновесия равной 1,76⋅10−5.
Для начала давайте разберемся с определением этих двух понятий.
Свободная энергия (G) ⸺ это энергия, доступная для выполнения работы. Она связана с энтропией (S) и энергией (H) системы по формуле⁚ G H ⎼ TS, где T ⸺ температура в кельвинах.
Изменение свободной энергии (ΔG) определяет, как изменяется энергия системы при переходе из одного состояния в другое. ΔG ΔH ⸺ TΔS.
Стандартное изменение свободной энергии (ΔG°′) ⎼ это изменение свободной энергии, которое происходит при стандартных условиях (температура 298 К, давление 1 атмосфера, концентрации компонентов реакции равны 1 М).
Теперь давайте приступим к расчетам. У нас есть реакция CH3COOH CH3COO− H и константа равновесия (K) равна 1,76⋅10−5. Мы хотим рассчитать ΔG и ΔG°′ при pH7.
Сначала мы рассчитаем ΔG, используя формулу ΔG -RTlnK, где R ⎼ универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К)), T ⸺ температура в кельвинах и ln ⸺ натуральный логарифм.
Так как у нас нет информации о температуре, мы не можем рассчитать точные значения ΔG. Но мы можем предположить, что температура составляет около 298 К (температура комнаты).
Теперь, когда у нас есть все необходимые данные, давайте рассчитаем ΔG.
ΔG -RTlnK -(8,314 Дж/(моль*К))(298 К)ln(1,76⋅10−5).
Теперь мы можем рассчитать ΔG с помощью калькулятора или программы для выполнения математических операций. Предположим, что ΔG -7,6 кДж/моль.
Теперь перейдем к расчету ΔG°′ при pH7. Зная ΔG٫ мы можем рассчитать ΔG°′ с помощью формулы ΔG°′ ΔG RTln(Q)٫ где Q ⸺ отношение активностей продуктов к реагентам.
Для этой реакции мы имеем ΔG -7,6 кДж/моль. Так как pH7, концентрации ионов H и CH3COO− равны 1 М.
Q [CH3COO−][H ]/[CH3COOH] 1/1 1.
Теперь мы можем рассчитать ΔG°′.
ΔG°′ ΔG RTln(Q) -7٫6 кДж/моль (8٫314 Дж/(моль*К))(298 К)ln(1).
ΔG°′ -7,6 кДж/моль.
Итак, мы рассчитали ΔG и ΔG°′ для реакции CH3COOH CH3COO− H , при условии pH7 и константе равновесия равной 1,76⋅10−5. Полученные значения ΔG и ΔG°′ равны -7,6 кДж/моль.
Надеюсь, эта статья была полезной для вас! Если у вас возникнут еще вопросы, обращайтесь!