평형에서의 온도. WO3 + 3H2 → W + 3H2O

평형에서의 온도. WO3 + 3H2 → W + 3H2O

 

 

텅스텐은 WO3와 수소를 아래와 같이 반응시켜 상업적으로 얻는다.

WO3(s) + 3H2(g) → W(s) + 3H2O(g)

 

아래의 자료는 이 반응에 관해 25℃에서 얻은 값이다.

.................... WO3(s) ... H2O(g)

Hf° (kJ/mol) ... -840.3 ... -241.8

Gf° (kJ/mol) ... -763.5 ... -228.5

 

이 반응이 1 atm에서 평형에 도달했을 때의 온도로 적당한 것은?

 

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1) 25℃에서 ΔS° 계산

 

ΔH° = [(0) + 3(-241.8)] - [(-840.3) + 3(0)]

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/3431 )

= +114.9 kJ

= +114.9 kJ/mol (텅스텐 1 mol에 대한 엔탈피이므로,)

 

 

ΔG° = [(0) + 3(-228.5)] - [(-763.5) + 3(0)]

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/7393 )

= +78.0 kJ

= +78.0 kJ/mol (텅스텐 1 mol에 대한 자유에너지이므로,)

 

 

ΔG° = ΔH° - TΔS° 이므로,

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/7438 )

ΔS° = [ΔH° - ΔG°] / T

= [(+114.9) - (+78.0)] / (25+273.15)

= +0.1238 kJ/mol•K

= +123.8 J/mol•K

 

 

2) 평형에서의 온도 계산

 

ΔG° = ΔH° - TΔS° 이고,

평형에서 ΔG° = 0 이므로,

T = ΔH° / ΔS°

= +114.9 / +0.1238

= 928.1 K

 

 

답: 928 K

 

 

[ 관련 예제 http://ywpop.tistory.com/9537 ]