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    •  水素(H2)と酸素(O2)から水分子(H2O)が生まれる反応を考えます。

       この反応が、H2 + O2 H2Oの向きに自然に進むことは、皆さんご存じでしょう。このことを先の式に従って、確かめます。


      例題: 水分子から自然に水素と酸素分子が解離するか、水素と酸素分子から自然に水分子が生成されるか、計算により求めてください。ただし、H2分圧を0.1 (atm)O2分圧を0.2 (atm)とします。液体のH2Oが生成される場合、H2Oの活量は1となります。

      (これまでは溶液反応でモル濃度を式に代入していました。気相反応では分圧を代入してください)


       

                  【原形】                      【生成形】

                    2H2O (液体)            ⇆              2H2    +            O2

      Gf0         229 (kJ/mol)                 0 (kJ/mol)           0 (kJ/mol)

       

      原形と生成形の合計ギブズエネルギーの差は、以下のように表されます。

      ⊿∑ΣG生成形-原形

         = ΣGf生成形 + RTln【生成形の活量積】- ΣGf原形 + RTln【原形の活量積】

         = ⊿∑Gf+ RTln(【生成形の活量積】/【原形の活量積】)

         =  ( 0 + 0 ) (2×229×1000)  +  RTln (【0.1×0.1×0.2】/1

       

      H2は二個生成しているから、0.1×0,1

      ※気相中に存在する液体の活量は1とする。

       

      手計算できるように、R = 8, T =300, ln(0.002) = 6として計算すると、

      ⊿ΣG生成形-原形    = 2×22900014400 = 443600

      ⊿ΣG生成形-原形 >  0 だから、

      上の反応は、【生成形】から【原形】に自然に進む。

      (ただし、活性化エネルギーの山を越える必要があるので、着火しなければ水素の燃焼反応は進みます)