По уравнению Гиббса-Гельмгольца

ΔG°₂₉₈= ΔH°₂₉₈- T* ΔS°₂₉₈

Пример: вычислить стандартную энергию Гиббса реакции термической диссоциации MgCО₃ при 298К, исходя из следующих данных:

Вещество	ΔН°298, кДж/моль	ΔS°298, Дж/моль*К
MgCO3(TB)	-1112,43	65,9
MgO(TB)	-602,1	26,96
СО2(г)	-393,78	213,82

На основании расчетных данных определить возможность термической
диссоциации MgCО₃ при 298К.:

Решение. Сначала определяем тепловой эффект реакции

MgCO₃ (_ТВ) = MgO_(TB) + СО_2(Г)

при 298 К

ΔН°₂₉₈ реакции =(ΔН°₂₉₈ (MgO_(TB))+ ΔН°₂₉₈ (СО_2(г)) - ΔН°₂₉₈ MgCO₃(_т8) =

=(-602,1-393,78)-(-1112,43) =116,5 кДж/моль.

Далее вычислим ΔS°₂₉₈ реакции

ΔS°₂₉₈ реакции = (ΔS°₂₉₈ (MgO_(TB))+ ΔS°₂₉₈ (CО_2(rj) - ΔS°₂₉₈ MgCO_3(тв) =(26,96+ 213,82) - 65,9 = 174,88 Дж/моль*К.

По уравнению Гиббса-Гельмгольца находим изменение энергии Гиббса реакции при 298 К

ΔG⁰_{298 реакции} =ΔH°_{298реакции}- T* ΔS°_{298реакции}= 116500 Дж/моль -298К* 174,88Дж/моль*К = 64385,76 Дж/моль = 64,39 кДж/моль. Положительное значение ΔG°₂₉₈ указывает на то, что реакции диссоциации карбоната магния при 298К протекать не может.

2. По Гессу с использованием ΔG⁰₂₉₈ индивидуальных веществ

Пример. Вычислить ΔG⁰₂₉₈ реакции термической диссоциации MgCO_{3 (тв)} при 298 К из следующих данных:

Вещество	MgCO3(IB)	MgO,TD	CO2(r)
ΔG0298, кДж/моль	-1028,87	-569,82	-394,64

Решение. Находим энергию Гиббса реакции:

ΔG°298 реакции = (ΔG°298 (MgO(1B)) + ΔG°298 (CO2(r)) - ΔG°298 MgCO3 (тв)

298 реакц=(-569,82-394,64)-(-1028,87)=64,41 кДж/моль.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какие свойства химических соединений и их систем изучает химическая термодинамика.

2. Какие термодинамические величины Вы знаете?

3. Что означает выражение «функция состояния»?

4. Как определить тепловой эффект химической реакции?

5. Какие химические реакции называются экзотермическими, а какие - эндотермическими?

6. Какая химическая реакция называется самопроизвольной?

7. Что такое «энергия Гиббса» и что она определяет?

8. От каких факторов зависит направление химического процесса?

9. Установить, протекание каких реакций из приведенных ниже возможно в стандартных условиях при 25¹'С

N_2(г)+1/2O_2(г)=N₂O(_r)

4НС1_(г)+О_2(г) =2С1_2(г) + 2Н₂О

Fe₂O_3(TВ) + 3СО_(г)= 2Fe_(тв) + 3СО_2(г).

При решении задачи воспользуйтесь приведенной ниже таблицей.
Таблица Стандартные энергии Гиббса реагирующих веществ

Вещество	ΔG0298, кДж/моль
N2(г)
О2(г)
N2O(г)	104,1
НС1(г)	-95,2
Сl2(г)

Н2О (ж)	-237,3
Fe2O3 (тв)	-740,3
СО (г)	-137,1
Fe (тв)
СО2 (г)	-394,4

11.Вычислить ΔG реакции

СаСО_3(ТВ)=СаО_(тв)+СО_2(г)

при 25, 500, 1500°С. Построить график зависимости ΔG _{реакции} от температуры и найти по графику температуру, выше которой указанная реакция в стандартных условиях может протекать самопроизвольно. При решении задачи воспользуйтесь данными, приведенными в нижеприведенной таблице.

Таблица Термодинамические функции реагирующих веществ

Вещество	ΔН0298, кДж/моль	ΔSu298, Дж/моль*К
СаСО3 (тв)	. -1207,0	88,7
СаО(тв)	-635,5	39,7
СО2 (г)	-393,78	213,82

13.Чему равно изменение энтальпии ΔН (тепловой эффект) химической реакции А + В = 2С + 4D, если стандартные энтальпии образования веществ равны: ΔН°_А = ΔН°_В = ΔH°_C = ΔН°₀ = 100 кДж/моль?

14. Определите изменение энтальпии (тепловой эффект) химической реакции сгорания 4 грамм метана СН₄, если продуктами реакции являются углекислый газ и пары воды.