1. Comprender la reacción
La formación de amoníaco (NH₃) de sus elementos está representada por la siguiente ecuación química equilibrada:
N₂ (g) + 3h₂ (g) ⇌ 2nh₃ (g)
2. La ecuación de energía libre de Gibbs
El cambio de energía libre de Gibbs (ΔG) para una reacción se calcula utilizando la siguiente ecuación:
ΔG =ΔH - TΔS
Dónde:
* ΔG es el cambio en la energía libre de Gibbs (en kj/mol)
* ΔH es el cambio de entalpía (en kj/mol)
* t es la temperatura en Kelvin (k)
* ΔS es el cambio de entropía (en j/mol · k)
3. Reúna los datos termodinámicos necesarios
Necesitará los siguientes datos termodinámicos para la reacción a 25 ° C (298 K):
* ΔH ° F (NH₃) :Entalpía estándar de formación de amoníaco (busque en una mesa o en línea, es típicamente alrededor de -46 kJ/mol)
* ΔH ° F (N₂) y ΔH ° F (H₂) :Entalpía estándar de formación de los elementos en su estado estándar (ambos son 0 kJ/mol)
* ΔS ° (NH₃) :Entropía estándar de amoníaco (busque en una mesa o en línea)
* ΔS ° (N₂) y ΔS ° (H₂) :Entropía estándar de nitrógeno e hidrógeno (busque en una mesa o en línea)
4. Calcule ΔH y ΔS para la reacción
* ΔH :El cambio en la entalpía para la reacción (ΔH °) se calcula utilizando las entalpías de formación estándar:
ΔH ° =[2 * ΔH ° F (NH₃)] - [ΔH ° F (N₂) + 3 * ΔH ° F (H₂)]
* ΔS :El cambio en la entropía para la reacción (ΔS °) se calcula de manera similar, utilizando las entropías estándar:
ΔS ° =[2 * ΔS ° (NH₃)] - [ΔS ° (N₂) + 3 * ΔS ° (H₂)]
5. Calcule ΔG
Sustituya los valores que obtuvo para ΔH, ΔS y T (298 K) en la ecuación de energía libre de Gibbs:
ΔG =ΔH - TΔS
Notas importantes
* Condiciones estándar: Los valores utilizados en este cálculo (ΔH ° F, ΔS °) suelen ser valores estándar, lo que significa que se miden en condiciones estándar (298 K y 1 atm).
* unidades: Asegúrese de que todas las unidades sean consistentes (KJ para ΔH, J para ΔS y K para T). Es posible que deba convertir entre KJ y J según sea necesario.
* ΔG negativo: Un valor negativo para ΔG indica que la reacción es espontánea (favorecida) en las condiciones dadas.
Ejemplo:
Supongamos que encuentra los siguientes valores termodinámicos estándar:
* ΔH ° F (NH₃) =-46 kJ/mol
* ΔS ° (NH₃) =192 J/mol · K
* ΔS ° (n₂) =191 j/mol · k
* ΔS ° (H₂) =131 J/mol · K
Siguiendo los pasos anteriores, puede calcular ΔH, ΔS y luego ΔG. ¡Recuerde usar unidades consistentes para el cálculo!
¡Avíseme si tiene valores específicos para la entalpía y la entropía de la formación para que pueda proporcionar un cálculo completo para usted!
