Пример 5.

Расчет стандартной энтропии реакции по стандартным значениям энтропии реагентов и продуктов.

Вычислите стандартную энтропию реакции:

С₂Н₂(г) + 2Н₂(г)С₂Н₆(г)

Решение.Вычислим_rSпо формуле

_rS =_iS(продуктов) -_jS(исх. в-в).

Подставляя в выражение значения стандартных энтропий веществ и учитывая стехиометрические коэффициенты, вычислим стандартную энтропию реакции:

S_r=S(С₂Н₆) – (S(С₂Н₂) + 2S(Н₂)) = 229 – (201 + 2131) = -234 Дж/мольК

Ответ: -234 Дж/(мольК)

Пример 6.

Расчет стандартной энергии Гиббса реакции по стандартным значениям энергии Гиббса образования реагентов и продуктов.

Вычислите стандартную энергию Гиббса реакции фотосинтеза:

6СО₂(г) + 6Н₂О(ж)С₆Н₁₂О₆(aq) + 6О₂(г)

Решение.Выпишем табличные значения_fGвеществ в кДж/моль:

_fG(СО₂) = -394,4 кДж/моль;_fG(Н₂О) = -237 кДж/моль;

_fG(С₆Н₁₂О₆) = - 917кДж/моль;_fG(О₂) = 0.

_rGреакции вычислим по формуле_rG=_i_fG(продуктов) -_j_fG(исх.в-в).

Подставляя в выражение значения стандартных энергии Гиббса образования веществ и учитывая стехиометрические коэффициенты, вычислим стандартную энергию Гиббса реакции фотосинтеза:

G_r= (_fG(С₆Н₁₂О₆) + 6_fG(О₂)) – 6(_fG(СО₂) +_fG(Н₂О)) =

= -917 -6^(-394,4 – 237) = 2871кДж/моль.

Ответ: 2871 кДж/моль.

Пример 7.

Расчет стандартной энергии Гиббса реакции по величинам стандартной энтальпии и стандартной энтропии реакции.

Анализ энтропийного и энтальпийного факторов.

Вычислите стандартную энергию Гиббса реакции денатурации трипсина при 50С;_rН= 283 кДж/моль,_rS= 288 Дж/(мольК). Оцените вклад энтальпийного и энтропийного факторов.

Решение. Воспользуемся объединенным выражением для первого и второго начала термодинамики:

G=Н - ТS, по которому изменение энергии ГиббсаGопределяется двумя слагаемыми:

Н(энтальпийным фактором) и ТS(энтропийным фактором).

_rG= 283 кДж/моль – 323К0,288кДж/(мольК) = 190 кДж/моль.

При соотношении Н>TSконтролирующим оказывается энтальпийный фактор.

Ответ: 190 кДж/моль.

Пример 8.

Расчет температуры равновероятного протекания прямого и обратного процесса.

Вычислите температуру, при которой равновероятны оба направления процесса:

СО₂(г) + С(тв)2СО(г),_rН= +173 кДж/моль;_rS= +176 Дж/(мольК).

Решение.Оба направления процесса равновероятны при условии, что_rGстановится равным нулю. Согласно выражению искомую величину рассчитаем :

_rН173 кДж/ моль

Т = = 983 К

_rS0,176 кДж/(моль К)

Ответ: Т = 983 К.

Пример 9.

Расчет константы равновесия по стандартной энергии Гиббса реакции, выяснение практической обратимости реакции в стандартном состоянии.

Рассчитайте константу химического равновесия реакции гидролиза глицил-глицина при 310 К, если _rG= -15,08 кДж/моль. Обратима ли данная реакция?

Решение.Константу химического равновесия находим по формуле:

ln K = -_rG/RT или К = е^{rGо/RT}; К = е^{-(-15080 Дж/моль)/ 8,31 Дж/(моль  К) 310 К}К = 5,85

Ответ: К = 5,85. Реакция является обратимой, т.к. 10^-5 < 5,85 < 10⁵