Можно ли варить щелочь в стеклянном сосуде при выполнении реакции SiO2(к)+ 2KOH(р)= K2SiO3(к)+ H2O(ж), если значения

Содержание: Расчет энергии Гиббса и возможность реакции

Описание:
Для определения, можно ли варить щелочь в стеклянном сосуде при выполнении данной реакции, нужно рассчитать изменение энергии Гиббса (ΔG) и проверить его знак. Если ΔG < 0, то реакция будет происходить спонтанно, а если ΔG > 0, то реакция не будет возможна.

В данной задаче имеются значения стандартных изменений энергии Гиббса (∆Ho) для каждого вещества.

Сначала рассчитаем ΔG для данной реакции с использованием формулы: ΔG = ΔH - TΔS, где ΔH - изменение энтальпии, T - температура в Кельвинах, ΔS - изменение энтропии.

Для начала найдем ΔH для данной реакции:
ΔH = Σ(ΔHoпродуктов) - Σ(ΔHoреагентов)
ΔH = [ΔHo(K2SiO3) + ΔHo(H2O)] - [ΔHo(SiO2) + ΔHo(KOH)]
ΔH = [(-1427,8) + (-237,5)] - [(-803,8) + (-419,5)]
ΔH = -1665,3 кДж/моль

Затем рассчитаем ΔG при комнатной температуре (298 K):
ΔG = ΔH - TΔS
ΔG = -1665,3 - 298 * ΔS

Если даны значения изменения энтропии (∆S) для каждого вещества, мы можем продолжить расчет. Если эти значения не известны, необходимо их получить.

Применяя условие, что ΔG < 0, мы можем решить уравнение:
-1665,3 - 298 * ΔS < 0
ΔS > -1665,3 / 298
ΔS > -5,58

Если значение ΔS больше -5,58, то реакция будет возможна. Если ΔS меньше -5,58, то реакция не будет происходить.

Например:
Учитывая значения стандартных изменений энергии Гиббса, можно утверждать, что можно варить щелочь в стеклянном сосуде при выполнении реакции SiO2(к) + 2KOH(р) = K2SiO3(к) + H2O(ж).

Совет:
Чтобы лучше понять концепцию энергии Гиббса и возможности реакции, рекомендуется изучить термодинамические принципы, связанные с изменением энтальпии (ΔH) и энтропии (ΔS), а также с расчетом энергии Гиббса (ΔG). Ознакомление с примерами и практическими заданиями поможет закрепить понимание.

Практика:
Как изменится возможность реакции, если температура изменится на 50 Кельвинов? Определите, будет ли реакция происходить в измененных условиях.