25℃ to oxidize sulfide in natural waters with nitrate
Is it possible at 25℃ to oxidize sulfide in natural waters with nitrate?
Typical concentrations that exist are 10^(-4) M of reacting species and pH 8.
Assume that ionic strength effects are negligible. The reaction is
H^+ + NO3^- + HS^- + H2O ⇌ SO4^2- + NH4^+
------------------------
H^+(aq) + NO3^-(aq) + HS^-(aq) + H2O(l)
⇌ SO4^2-(aq) + NH4^+(aq)
ΔG°_rxn = [생성물들의 ΔG°_f 합] – [반응물들의 ΔG°_f 합]
( 참고 https://ywpop.tistory.com/7393 )
= [ΔG°_f(SO4^2-) + ΔG°_f(NH4^+)]
– [ΔG°_f(H^+) + ΔG°_f(NO3^-) + ΔG°_f(HS^-) + ΔG°_f(H2O)]
= [(–744.6) + (–79.4)] – [(0) + (–111.3) + (12.1) + (–237.2)]
= –487.6 kJ/mol
( ΔG°_f 값은 Mcmurry 일반화학 6판 부록에서 참고함. )
Q = [SO4^2-] [NH4^+] / [H^+] [NO3^-] [HS^-]
= [(10^(-4)) (10^(-4))] / [(10^(-8)) (10^(-4)) (10^(-4))]
= 10^8
ΔG = ΔG° + RT lnQ
( 참고 https://ywpop.tistory.com/10336 )
= (–487600) + (8.314) (273.15 + 25) ln(10^8)
= –441938.46 J/mol
= –441.9 kJ/mol
ΔG < 0 이므로,
자발적 반응.
the oxidation of sulfide by nitrate is
a thermodynamically spontaneous
and thus possible process.
또는
K = e^[–ΔG° / RT]
= e^[–(–487600) / ((8.314) (273.15 + 25))]
= 2.68×10^85
K >>> Q 이므로,
정반응 쪽으로 반응이 일어난다.
( 참고 https://ywpop.tistory.com/10539 )
답: 가능하다. It is possible.
[키워드] 자유 에너지 기준, ΔG 계산 기준, standard Gibbs free energy of formation
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