Energia libera di formazione

La variazione dell’energia libera di Gibbs allo stato standard è espressa dall’equazione:

ΔG° = ΔH° – TΔS°

dove ΔH° è la variazione di entalpia e ΔS° è la variazione di entropia.

Per stato standard si intende che

  • la pressione parziale dei gas presenti sia di 105 Pa
  • le concentrazioni delle soluzioni acquose sia 1 M
  • la temperatura sia di 25°C

L’energia libera di formazione di Gibbs  indicata come G°form è la variazione di energia libera quando gli elementi nei loro stati standard si combinano per dare i prodotti di reazione.

I valori dell’energia di formazione di Gibbs possono essere utilizzati per calcolare la variazione di energia libera per una reazione chimica o per un passaggio di stato.

I valori dell’energia libera di Gibbs allo stato standard sono tabulati e per la formazione di un elemento è pari a zero.

Per la generica reazione:

reagenti → prodotti

la variazione dell’energia libera di Gibbs è data dall’equazione:

ΔG° = Σ G°form(prodotti) – Σ G°form(reagenti)

Ovvero:

ΔG° = ΔH°form – TΔS°form

Dal valore positivo o negativo di ΔG° di una data reazione si può prevedere se essa avviene spontaneamente.

Esercizi

  1. Valutare dai seguenti dati termodinamici se la reazione:

½ N2(g) + 2 H2(g) + ½ Cl2(g) → NH4Cl(s)

avviene spontaneamente a 298.2 K

 

Composto ΔH°form kJ/mol ΔS°form  kJ/mol ∙K
N2(s) 0 + 0.1915
H2(g) 0 + 0.1316
Cl2(g) 0 + 0.2232
NH4Cl(s) – 314.4 + 0.0946

 

ΔS°form = Σ ΔS°form(prodotti) – Σ ΔS°form(reagenti) =  

= ( 1 mol NH4Cl)( + 0.0946 kJ/mol∙K) – [(1/2 mol N2)(+0.1915 kJ/mol∙K) + ( 2 mol H2)(0.1316 kJ/mol∙K) + (1/2 mol Cl2)( + 0.2232 kJ/mol ∙K) = – 0.3739 kJ/K

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Author: Chimicamo

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