واکنش خود به خود و انرژی آزاد گیبس

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami رهام حسامی

محل اقامت: فعلا تهران قیطریه بلوار کتابی 8 متری صبا City of Leicester Area of Leicestershire LE7

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 1651

سپاس: 3161

جنسیت:

تماس:

واکنش خود به خود و انرژی آزاد گیبس

پست توسط rohamjpl »

من می دانم چگونه بیان ثابت تعادل را که از dG=0 شروع می شود استخراج کنم،
$\ln(K)=-\frac{\Delta G ^\circ}{RT}$
با این حال، اگر در تعادل نباشیم، dG لزوماً صفر نیست. در این مورد:
$\frac{\partial G}{\partial \epsilon} = \sum \mu_i \nu_i = \Delta G ^\circ + RT \ln \left( \prod a_i ^{\nu_i} \right)$
جایی که νi ضرایب استوکیومتری، μi پتانسیل های شیمیایی، ΔG∘ انرژی آزاد گیبس واکنش در حالت استاندارد و ai فعالیت ها هستند.
از این رو،
$\frac{\partial G}{\partial \epsilon} = RT \ln \left(\frac{Q}{K} \right)$
جایی که$Q=\prod a_i ^{\nu_i}$ ضریب واکنش است.
بنابراین سوال این است که اگر بخواهیم بدانیم که یک واکنش خود به خودی است، آیا به نسبت Q/K نگاه می کنیم؟ اگر این درست باشد، اگر Q>K آنگاه $\frac{\partial G}{\partial \epsilon} > 0$ و واکنش غیر خود به خودی خواهد بود، در حالی که اگر Q<K آنگاه $\frac{\partial G}{\partial \epsilon} < 0$ و واکنش خود به خود است.
اگر چنین است، اگر فقط با واکنش‌دهنده‌ها شروع کنیم، Q=0 (زیرا فعالیت‌های محصولات صفر است زیرا هیچ‌کدام وجود ندارد) و واکنش خود به خود خواهد بود، و همیشه حداقل مقدار کمی از محصولات را دریافت می‌کنیم.
استادم می گه که اگر $\Delta G ^\circ < 0$ واکنش خود به خودی است و اگر $\Delta G ^\circ>0$ نیست.
پس چگونه می‌دانید که اگر فقط با واکنش‌دهنده‌ها شروع کنید، آیا قرار است واکنشی رخ دهد؟
من فکر می کنم شما در اینجا دو مفهوم مرتبط را با هم اشتباه گرفته اید. خودانگیختگی یک واکنش با تغییر خالص انرژی آزاد، ΔG تعیین می شود - به دلتای سرمایه توجه کنید.
کدام جهت در امتداد مختصات واکنش حرکت خواهید کرد توسط dG تعیین می شود - به d کوچک توجه کنید.
ΔG تغییر کلی در انرژی آزاد هنگام مقایسه محصولات با واکنش دهنده ها است. به شما می گوید که واکنش دهنده ها "سربالایی" یا "سرازیری" محصولات هستند.
dG شیب سطح انرژی آزاد در موقعیت فعلی شما در مختصات واکنش است. در معادله ای که دادید، این با Q/K داده شده است. K اساساً به شما می گوید که نسبت تعادل بین واکنش دهنده ها و محصولات چقدر است و Q به شما می گوید که نسبت فعلی چقدر است. نسبت Q/K نشان دهنده میزان تعادل شما به سمت چپ یا راست است.
تفاوت بین تغییر خالص انرژی آزاد و مشتق انرژی آزاد
سطح انرژی آزاد را به عنوان یک سطح انرژی پتانسیل گرانشی تصویر کنید (می‌توانیم از این موضوع خلاص شویم زیرا انرژی آزاد پتانسیل ترمودینامیکی برای سیستم‌هایی است که T&P ثابت هستند). توپ نشان دهنده سیستم واکنش است و محور x مختصات واکنش است.
dG (دیفرانسیل) شیب را در یک نقطه مشخص به ما می گوید - به ما می گوید که سیستم در حال حاضر به کجا می رود. ΔG تغییر کلی را به ما می گوید - به ما می گوید که سیستم در نهایت به کجا می رسد.
هنگامی که مقادیر ΔG حالت استاندارد را برای یک واکنش جستجو می کنید، در حال تعیین اینکه آیا یک واکنش کلی خود به خود است یا نه - شما در حال کشف کردن هستید که کدام سمت تعادل مواد بیشتری دارد - واکنش دهنده ها یا محصولات.
وقتی به Q نگاه می‌کنید، متوجه می‌شوید که بر اساس جایی که در حال حاضر هستید، چیزها باید به کدام سمت بروند تا به تعادل برگردند.
در حالی که اگر Q <K پس $ ∂G∂ϵ<0$ باشد و واکنش خود به خود است.
بنابراین اگر فقط واکنش دهنده دارید، Q = 0. سپس K را برای این دما جستجو کنید. از آنجایی که K> 0 (حتی اگر بسیار نزدیک به آن باشد)، ΔG<0 و بنابراین واکنش خود به خود رخ خواهد داد. هنگامی که محصولات جمع می شوند، به نقطه ای می رسید که Q = K، و در آن نقطه ΔG برابر با صفر خواهد بود. (ΔG به غلظت نسبی واکنش دهنده ها/محصولات بستگی دارد و با ایجاد محصولات از ΔG <0 به ΔG = 0 در حالت تعادل تغییر می کند).hope I helped you understand the question. Roham Hesami, sixth
semester of aerospace engineering
smile072 smile072 رهام حسامی ترم ششم مهندسی هوافضاتصویر
تصویر

ارسال پست