Л#обр) и стандартной энтропии (5°) веществ.,

Для вычисления стандартной энергии Гиббса образования (дС°бр) вещества

следует предварительно вычислить стандартную энтропию образования (AS°6D) вещества, а затем воспользоваться формулой

АО°ойр = А//°бр - Т AS°Q6p

В табл. 7 приведены значения стандартных энтальпий и энер" гий Гиббса образования некоторых веществ при 25°С (298 К), Более полные данные этого рода можно найти в справочниках, например, в «Кратком справочнике физико-химических величин» под редакцией А. А. Равделя и А. М. Пономаревой (издание восьмое, 1983 г.) *.

Пример 1. Вычислить АЯ^дз, тепловой эффект при 293 К и постоянном давлении и АО°т реакции:

Fe203 + 2A1 = Al203 -f-2Fe

Вычисление АЯ°93 " теплового эффекта реакции. Находим в табл. 7

ДЯобрре2°з (—822-2 кДж/моль) и А1203 (—1676 кДж/моль) при 298 К и производим алгебраическое суммирование:

д#°д8 = — 1676 — (-822,2) = — 853,8 кДж

Поскольку изменение энтальпии реакции равно по величине, но обратно по знаку ее тепловому эффекту при постоянных температуре и давлении (см. стр. 189), то термохимическое уравнение ракции запишется следующим образом;

Fe203 + 2А1 = А1203 + 2Fe +853,8 кДж

При низких температурах знак изменения энтальпии реакции может служить для ориентировочного определения возможного направления реакции. Полученное для рассматриваемой реакции отрицательное значение АН указывает на возможность ее самопроизвольного протекания при достаточно низких температурах; при этом большое абсолютное значение Д7Г позволяет с достаточной вероятностью предполагать, что в условиях, не очень сильно отличающихся от стандартных, эта реакция тоже может протекать в прямом направлении.

Вычисление AG298 реакции. Находим в та бл. 7 A0\6pFe2O3 (-740,3 кДж/моль) и А120з (—1582 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование:

лс°эз = - 1582 ~ (-740,3) = - 831,7 кДж

Полученное отрицательное значение Af/^gg подтверждает вывод, сделанный на основе оценки АЯ^дд реакции. Близость найденных значений АЯ^дд и

о

Дс?298 связана, в частности, с тем, что при протекании рассматриваемой реакции не меняется число молекул газов (в нашем примере ни исходные вещества, ни продукты реакции не являются газами). При изменении же числа молекул Газов может существенно изменяться энтропия системы (переход в газообразное состояние сопровождается сильным возрастанием молекулярного беспорядка!), вследствие чего значения АЯ° и AG° могут не только заметно различаться по величине, но даже иметь разные знаки (см. пример 2). Поэтому

в подобных случаях знак АЯ298 не может служить определенным критерием направления самопроизвольного протекания реакции.

Большое абсолютное значение А(?298, найденное для рассматриваемой реакции, позволяет с достаточной вероятностью говорить о возможности протекания этой реакции в прямом направлении не только при стандартной темпера-type (25°С), но и при других температурах. В случае малых абсолютных значений АОш, а также для реакций, протекающих с изменением числа молекул

уазов, такого заключения делать нельзя; в подобных случаях нужно знать зависимость AG° от температуры.

Пример 2. Вычислить АЯ^д, тепловой эффект при 298 К и постоянном давлении и А0298 реакции:

СиО + С = Си + СО

Вычисление АН°треакции. Находим в табл. 7 Д#обрСиО (—162,0 кДж/моль) и СО (—110,5 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование:

АН°Ш = - 110,5 - (-162,0) = 51,5 кДж

Таким образом

СиО + С = Си + СО -51,5 кДж

Полученное значение AZ/JGS положительно, но мало по абсолютной величине. Поэтому оно не может служить критерием направления протекания реакции даже при невысоких температурах, тем более, что в рассматриваемом случае в результате реакции изменяется число молекул газов.

Вычисление AG°98 реакции. Находим в табл. 7 AGo6p CuO ( — 129,4 кДж/моль) и СО (—137,1 кД ж/моль) при 298 К и производим суммирование:

AG°p3 = - 137,1 - (-129,4) = - 7,7 кДж

о

Полученное значение AG2g8 тоже мало по абсолютной величине, но отрицательно. Оно указывает на возможность протекания реакции в прямом направлении при стандартных условиях, по не дает оснований для выводов о ее направлении при условиях, отличающихся от стандартных.

В данном примере разные знаки А#298 и AG298 объясняются возрастанием

в ходе реакции числа молекул газов и связанным с этим увеличением энтропии. Именно поэтому оказывается возможным самопроизвольное протекание эндотермической реакции восстановления меди.

Пример 3. Вычислить константу равновесия реакции:

NH3 + НС1 = NH4C1

Прежде всего определим AG^ реакции. Для этого находим в табл. 7

AG°g8 NH3 (—16,7 кДж/моль), НО (—94,8 кД ж/моль) и NH4CI (—203,2 кДж/моль) при 298 К и производим суммирование:

AG°93 = - 203,2 - (-16,7 - 94,8) = - 91,7 кДж

о

Теперь найденное значение AG298 подставляем в уравнение (см. стр. 193) Получаем:

-91,7 =-5,71 Igtfaos

Отсюда

lg #298 16

т. е.

*»?=tWIHCTI ~ Ш'8

Большое значение найденной нами константы показывает, что при стандартной температуре