Gibbsi energia (0)

N2(g) + O2(g) = 2NO(g)
Aine
H0f,298 kJ/mol
S0f,298 J/molK
Cp0
J/molK
= f(T)
a
Cp0
J/molK
= f(T)
b 103
Cp0
J/molK
= f(T)
c´  10-5
Temperatuuri
vahemik
N2
0
191,5
27,88
4,27
298-2500
O2
0
205,04
31,46
3,39
-3,77
298-3000
NO
91,26
210,64
29,58
3,85
-0,59
298-2500
1. Arvutan Gibbsi energia muudu standardtemperatuuril
G0298 = H0298 + T  S0298
Selleks arvutan reaktsiooni tekke-entalpia standardtemperatuuril:
H0298 =2 Hf (NO) - Hf (N2) – Hf (O2) = 291,26 – 0- 0 = 182,52 kJ/mol = 182520 J/mol
ning entroopia muudu:
S0298 =2 S0 (NO) - S0 (N2) – S0 (O2) = 2210,64 – 205,04- 191,5 = 24,74 J/mol  K
Saame Gibbsi energia muudu:
G0298 = 182520 J/mol – 298 K  24,74 J/mol  K = 175147,48 J/mol
2. Arvutame tasakaalukonstandi
G0298 = - RT ln Kp
R= 8,314 J/molK
Kp
= e - = e - (175147,48/(8,314 (J/molK) 298K) = e
- 70,69= 1,99  10 -31
3. Arvutan Gibbsi energia muudu väärtuse 3000 K juures lähtudes Tjomkin-Swartzmanni meetodist
Koostan tabeli vajalike andmetega
T, K
M0
M1  10-3
M2  10-6
M_2  105
3000
1,408
1,2166
1,4585
0,462
G03000 = H0298 + T S0298 – T(M0a + M1b + M2c + M_2c´)
G03000 = 182520 J/mol – 3000K  (24,74 J/mol  K) – 3000  [(2 29,58 – 27,88 – 31,46)  1,408 + (2  3,85 – 3,39 – 4,27)  1,2166 + (-0,59 + 3,77) 0,462] = 104506,848 J/mol  K
4. Määran reaktsiooni termilise dissotsiatsiooni astme x ning dissotsiatsiooni tasakaalukonstandi Kp.
Selleks koostan tabeli vastavate andmetega
TASAKAALUS:
aine
lähteaine
reageeris
tekkis
moole
moolirõhk
mooliprotsent
N2
1
x
(1-x)/2
O2
1
x
(1-x)/2
NO
2x
x/2
Gaasifaasis moole on 1 - x +1 – x + 2x = 2
Arvutan tasakaalukonstandi 3000 K juures
G03000 = - RT ln Kp
Kp
= e-G/RT = e- (104506,8481/mol /[(8,314 (J/molK) 3000K)] = e-4,1890 = 0,01515
Arvutusel jätsin välja üldrõhu, sest selle väärtus on 1.
Kp =
Kp=
Kp · (1 -2x + x2) = 2x
Kp · ( 1 – 2x + x2 ) – 2x = 0
0,01515· (1 – 2x + x2) – 2x = 0
0,01515 – 0,0303x + 0,01515x2 – 2x =0
0,01515x2 -2,0303x + 0,01515 = 0
Lahendiks on x= 0,0762.
Asendan moolimurdudesse muutuja ning saan tulemuseks:
N2
0,4619 = 46,19%
O2
0,4619 = 46,19%
NO
0,0762
0,0762 = 7,62%
N2(g)+O2(g)=2NO(g)
T deltaH deltaS deltaG K Log(K)
K kJ J/K kJ
273.150 182.520 24.611 175.797 2.395E-034 -33.621
773.150 182.763 25.199 163.280 9.284E-012 -11.032
1273.150 182.949 25.383 150.634 6.596E-007 -6.181
1773.150 183.060 25.459 137.917 8.646E-005 -4.063
2273.150 182.862 25.365 125.204 1.326E-003 -2.877
2773.150 182.242 25.121 112.578 7.574E-003 -2.121
3273.150 181.225 24.785 100.099 2.526E-002 -1.598
Formula FM Conc. Amount Amount Volume
g/mol wt-% mol g l or ml
N2(g) 28.013 46.680 1.000 28.013 22.414 l
O2(g) 31.999 53.320 1.000 31.999 22.414 l
g/mol wt-% mol g l or ml
NO(g) 30.006 100.000 2.000 60.012 44.827