CH4 + O2 → CO2 + 2H2

CH4 + O2 → CO2 + 2H2

CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + 2H2(g)

메테인 연소 반응식. CH4 연소 반응식

 

 

메테인 연소 반응식은

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

라고 나오는데,

 

CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + 2H2(g)

이 반응식은 안 되는가?

 

 

 

▶ 표준 생성 자유 에너지, ΔG°_f

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7393 )

 

> CH4(g)의 ΔG°_f = –50.8 kJ/mol

> O2(g)의 ΔG°_f = 0 kJ/mol

> CO2(g)의 ΔG°_f = –394.4 kJ/mol

> H2O(g)의 ΔG°_f = –228.57 kJ/mol

> H2(g)의 ΔG°_f = 0 kJ/mol

> CO(g)의 ΔG°_f = –137.2 kJ/mol

( 자료 출처: Brown외 일반화학 13판 )

 

 

 

▶ 표준 자유 에너지 변화, ΔG°_rxn

ΔG°_rxn = [생성물들의 ΔG°_f 합] – [반응물들의 ΔG°_f 합]

 

 

 

[1] CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + 2H2(g) 반응의 ΔG°_rxn

 

ΔG°_rxn

= [(ΔG°_f,CO2(g)) + 2(ΔG°_f,H2(g))] – [(ΔG°_f,CH4(g)) + (ΔG°_f,O2(g))]

= [(–394.4) + 2(0)] – [(–50.8) + (0)]

= –343.6 kJ ... ①

 

 

 

[2] CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 반응의 ΔG°_rxn

 

ΔG°_rxn

= [(ΔG°_f,CO2(g)) + 2(ΔG°_f,H2O(g))] – [(ΔG°_f,CH4(g)) + 2(ΔG°_f,O2(g))]

= [(–394.4) + 2(–228.57)] – [(–50.8) + 2(0)]

= –800.74 kJ ... ②

 

 

 

②가 ①보다

음(–)의 값으로 더 크기 때문에,

열역학적으로

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 반응이

> 더 유리하다고 설명할 수 있다.

> 더 잘 일어난다고 설명할 수 있다.

> 더 일반적인 반응이라고 설명할 수 있다.

 

 

 

CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + 2H2(g) 반응의

ΔG°_rxn = –343.6 kJ 이므로,

열역학적으로 불가능한 반응은 아니다.

---> 적절한 반응 조건만 찾으면,

저렇게 반응이 일어나게 만들 수 있을 것이다.

 

 

 

 

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