В стандартных условиях и при 200 к, будет ли реакция Pb + CO2 -> PbO + CO протекать в обратном или прямом направлении?

Содержание: Реакция Pb + CO2 -> PbO + CO и изменение энтропии

Инструкция:
Для понимания того, в каком направлении будет протекать реакция, нужно рассмотреть изменение энтропии (S). Энтропия – это мера беспорядка или хаоса в системе. Если значение изменения энтропии (ΔS) положительно, то реакция будет идти в прямом направлении, а если отрицательно – в обратном направлении.

Чтобы ответить на вопрос, нужно знать значения изменения энтропии для каждого из компонентов реакции. В данной реакции мы имеем два газовых компонента (CO2 и CO) и два твердых компонента (Pb и PbO).

Изменение энтропии можно оценить, исходя из состояний агрегации веществ до и после реакции. Обычно газы обладают большей энтропией, чем твердые вещества.

В данной реакции газ CO2 превращается в твердое вещество PbO, что означает снижение энтропии системы. Однако, газ CO образуется, что повышает энтропию.

Таким образом, значение изменения энтропии можно оценить как сумму этих двух эффектов. Если сумма положительная, то реакция пойдет в прямом направлении, если отрицательная – в обратном.

Предлагаю рассчитать значение изменения энтропии (ΔS) и определить направление реакции.

Демонстрация:
Давайте предположим, что значение изменения энтропии ΔS = -50 J/K. Тогда, согласно нашему объяснению, реакция будет протекать в обратном направлении, так как ΔS отрицательно.

Совет:
Для лучшего понимания и запоминания понятия изменения энтропии можно проводить сравнения между различными состояниями веществ до и после реакции, учитывая агрегатное состояние каждого компонента.

Дополнительное упражнение:
При 200 К реакцию Pb + CO2 -> PbO + CO можно считать экзотермической, так как ΔH < 0 и реакция выделяет тепло. Поэтому, при такой температуре и в стандартных условиях, реакция будет протекать в прямом направлении. Определите, в каком направлении будет протекать данная реакция при повышении температуры до 400 К.