비표준 상태에서의 자유 에너지 변화

비표준 상태에서의 자유 에너지 변화

 

 

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 실험에서,

375℃에서 Kp = 4.3×10^-4이다.

초기압력이 P_N2 = 0.86 atm, P_H2 = 0.40 atm, P_NH3 = 4.4×10^-3 atm일 때,

이 반응의 ∆G와 알짜 반응의 방향을 예측하시오.

 

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▶ 참고: 비표준 상태에서의 자유에너지 변화, ΔG = ΔG° + RTlnQ

[ https://ywpop.tistory.com/10336 ]

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∆G° = -RTlnK

= -(8.314 J/mol-K) (375+273 K) ln(4.3×10^-4)

= 4.2×10^4 J/mol

 

 

 

Q = (P_NH3)^2 / (P_N2)(P_H2)^3

= (4.4×10^-3)^2 / [(0.86)(0.40)^3]

= 0.00035 = 3.5×10^-4

 

 

 

비표준 상태에서의 자유 에너지 변화

∆G = ∆G° + RTlnQ

= (4.2×10^4 J/mol) + (8.314 J/mol-K) (375+273 K) ln(3.5×10^-4)

= -8.7×10^2 J/mol

 

 

 

∆G < 0이므로,

이 반응은 정반응 방향으로 진행될 것으로 예측된다.

 

 

 

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/12758 ] 다음 반응에 대한 Kp는 375℃에서 4.3×10^(-4) 이다. N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 한 실험에서 초기 압력이 P_H2 = 4.20 atm, P_N2 = 0.86 atm, P_NH3 = 4.4×10^(-3) atm이다. 이 반응의 ΔG를 계산하고, 알짜 반응의 방향을 예측하시오.