비표준 상태에서의 자유에너지. ΔG = ΔG° + RTlnQ

비표준 상태에서의 자유에너지. ΔG = ΔG° + RTlnQ

 

 

375℃에서 Kp = 4.3×10^(-4) 인

N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 실험에서,

초기압력이 P_H2 = 0.40 atm,

P_N2 = 0.86 atm, P_NH3 = 4.4×10^(-3) atm일 때,

이 반응의 ΔG와 알짜 반응의 방향을 예측하시오.

 

---------------------------------------------------

▶ 참고: 비표준 상태에서의 자유에너지 변화

ΔG = ΔG° + RTlnQ

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

---------------------------------------------------

 

비표준 상태에서의 자유에너지

ΔG = ΔG° + RTlnQ ... (1)

 

 

 

평형에서,

Q = K, ΔG = 0 이므로

ΔG° = –RTlnK ... (2)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10336 )

 

 

 

(2)식을 (1)에 대입하면,

ΔG = ΔG° + RTlnQ

= –RTlnK + RTlnQ

= RTln(Q/K)

 

∴ ΔG = RTln(Q/K)

 

 

 

반응비, Q를 계산하면,

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

= (4.4×10^(-3))^2 / [(0.86) (0.40)^3]

= 3.5×10^(-4)

 

 

 

K > Q 이므로, ln(Q/K) < 0

 

따라서 ΔG < 0 이므로,

알짜 반응은 정반응이 우세합니다.

 

 

 

ΔG = RTln(Q/K)

= (8.314 J/mol•K) (648 K) ln[(3.5×10^(-4)) / (4.3×10^(-4))]

= (8.314) (648) ln[(3.5×10^(-4)) / (4.3×10^(-4))]

= –1109 J/mol

 

 

 

 

[키워드] 비표준 상태 자유에너지 기준