1

เคมเทอรโมไดนามกส Chemical Thermodynamics

โดย อ.ดร. สายรง เมองพล

ตดตอ: อาคาร 60 ป แมโจ หอง วทย 2301

Physical Chemistry

เอกสารอางอง

- Atkins - Alberty - Laidler & Meiser

Basic Physical Chemistry

2

Chemical Thermodynamics - Walls

เคม 1 ทบวงมหาวทยาลย 2536

Thermodynamics 1. บทน า 2. กฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส 3. กฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส 4. กฎขอทสามของเทอรโมไดนามกส

3

แนวคดพนฐานของเทอรโมไดนามกส (The Basic Concepts of Thermodynamics)

- ศกษาสมบตมหภาค (macroscopic) ของระบบ ในสมดล - สมบตมหภาค: ความดน ปรมาตร อณหภม เปนตวก าหนดสภาวะของระบบ

4

1 บทน า

ขอมลทางเทอรโมไดนามกส: - บอกไดวาปฏกรยาเคมเกดขนไดหรอไม และ เกดในสภาวะแบบใด - ใชท านายทศทางการเกดปฏกรยาเคม

5

หลกส าคญ 2 ขอ 1. กฎทรงพลงงาน: พลงงานไมสญหาย ไมเกด ขนเอง แตเปลยนรปได 2. ระบบพยายามเขาสสภาวะสมดลเสมอ

ระบบและสงแวดลอม

ระบบ สงตางๆ ทอยใน ขอบเขตทเราศกษา

ลอม สง แวด

6

ระบบ แบงออกไดเปน 3 ประเภท 1. ระบบเปด (Opened system) ระบบทมการแลกเปลยนมวลสารและพลงงานกบสงแวดลอม

2. ระบบปด (Closed system)

3. ระบบโดดเดยว (Isolated system)

7

ระบบทมการแลกเปลยนพลงงานกบสงแวดลอม แตไมมการแลกเปลยนมวลสาร

ระบบทไมมการแลกเปลยนทงมวลสารและพลงงานกบสงแวดลอม

เชน สารละลาย ปรมาตร 1 ลตร มอณหภม 298 K ทความดนบรรยากาศ

สมบตมหภาคของสาร ไดแก

อณหภม ความดน ปรมาตร

8 เรยกวา ‘สภาวะของระบบ’

สภาวะและฟงกชนสภาวะ

ในทางเทอรโมไดนามกส: สภาวะ = สภาวะสมดล สมบตมหภาคไมเปลยนแปลงตามเวลา

ฟงกชนสภาวะ (state function) หรอ ตวแปรสภาวะ (state variable) คอ ปรมาณทใชบอกสภาวะหรอสมบตของระบบ

9

1. ก าหนดฟงกชนสภาวะอยางนอย 2 ฟงกชนฟงกชนอนๆ ของระบบจะถกก าหนดคาอตโนมต ตวอยาง: Ideal gas PV = nRT ทราบ - ความดน (P) - ปรมาตร (V) ตอโมล

หาอณหภม (T) ได 10

2. การเปลยนแปลงของฟงกชนสภาวะขนอยกบสภาวะเรมตนกบสภาวะสดทายของระบบเทานน ไมขนอยกบวถการเปลยนแปลง ตวอยาง: การเปลยนแปลงสภาวะของ Ideal gas สภาวะท 1 P1 = 1 atm, V1 = 1 L, T1 = 273 K สภาวะท 1 P2 = 10 atm, V2 = 4.48 L, T2 = 546 K

11

∆P = 10 – 1 = 9 atm ∆V = 4.48 – 1 = 3.48 L ∆T = 546 – 273 = 273 K

1. Extensive Variable: ตวแปรหรอสมบตทขนกบ ขนาดของระบบ เชน มวล (m) ปรมาตร (V) ความรอน (q) พลงงานภายใน (U) เอนโทรป (S) เอนทาลป (H) เปนตน

12

ตวแปรสภาวะแบงเปน 2 ประเภท

2. Intensive Variable: ตวแปรหรอสมบตทไมขนกบ ขนาดของระบบ ไดแก ความดน ความหนาแนน อณหภม ความเขมขน ดชนหกเห จดเดอด จดหลอมเหลว เปนตน

1) State function (ฟงกชนสภาวะ) - ไมขนกบทศทาง - exact differential (dx) เชน dEp

- มคาทแนนอนเพยง 1 คา 2) Path function (ฟงกชนวถ) - ขนกบทศทาง - inexact differential (Dy) เชน Dw

13

การเปลยนแปลง: มวล (m) ปรมาตร (V) ความดน (P) อณหภม (T) พลงงาน และชนดของสารในระบบ

สมบตเพยงขอใดขอหนง เปลยนแปลง

14

ถอวาระบบ เกดการเปลยนแปลง

งาน ความรอน และพลงงานภายใน

งาน (work) Physics: งาน = แรง × ระยะทางทวตถเคลอนทไปตามแนวแรง w = f × l Thermodynamics: งาน = การเปลยนแปลงปรมาตรของระบบเนองจาก ความดนภายนอก 15

16

งานทระบบกระท าตอสงแวดลอม (ระบบมปรมาตรเพมขน, ขยายตว) - มคาเปนลบ (negative value)

A A l1

งานทสงแวดลอมกระท าตอระบบ (ระบบเลกลง, หดตว) - มคาเปนบวก (positive value)

สมการค านวณงานคอ w = - f(∆l) ระบบ = แกสในกระบอกสบ

งาน = การเปลยนแปลงปรมาตรของระบบเนองจากความดน ภายนอก

l2

A A

l1

fext

โดยท l2 > l1

งานทเกดขนคอ

แกสขยายตวตานกบแรงดนจากภายนอก ขนาด = fext

ความยาวของกระบอกสบเปลยนจาก l1 ไปเปน l2

w ทไดมคาเปน ‘ลบ’ เรยกวา ‘งานการขยายตว’

w = - fext (l2 - l1)

17

(l2 – l1) เปน ‘บวก’

l2 A A

fext

l1

ออกแรงกดกระบอกสบ ขนาด = fext

โดยท l2 < l1

งานทเกดขนคอ

ความยาวของกระบอกสบเปลยนจาก l1 ไปเปน l2

w ทไดมคาเปน ‘บวก’ เรยกวา ‘งานการอดตว’

w = - fext (l2 - l1) (l2 – l1) เปน ‘ลบ’

18

ซง fext/ A = Pext

และ Al = V

อาจเขยนไดเปน w = -fext (Al2 - Al1) A

พนทหนาตดกระบอกสบ = A จากสมการค านวณงาน: w = - fext (l2 - l1)

ดงนนจะได w = -Pext (V2 - V1) หรอ w = -Pext ∆V

19

หนวยของงาน: J หรอ N m หรอ kg m2 s-2

หรอ dm3 atm หรอ L atm

20

ถา Pext ไมคงทขณะทปรมาตรของระบบก าลง เปลยนแปลง ค านวณงานไดจาก: 2

1

V

extV

w = - P dV

Exp.1 จงค านวณงานทเกยวของเมอน าแขง 1 g ละลายหมดทอณหภม 0C และความดน 1 atm ก าหนด: ความหนาแนนของน าแขงท 0C = 0.91 g/cm3 ความหนาแนนของน าท 0C = 1.0 g/cm3

21

การบาน

จงค านวณหาคางาน (work) ทได เมอท าใหน า 1 โมล กลายเปนไอน า ทอณหภม 373 K ความดน 101.3 kN/m2 ก าหนดให ความหนาแนนของ H2O = 9.583 x 102 kg/m3 และสมมตวา ไอน า มพฤตกรรมเปนแบบ ideal gas (Ans. 3.10 kJ)

22

งานเปนฟงกชนสภาวะ (State Function) หรอไม?

23

สมมต: แกสในกระบอกสบเปลยนสภาวะดวยการ ขยายตวจาก : A (P1, V1) B (P2, V2) P1

P2

V1 V2

A (P1, V1)

B (P2, V2)

โดย - อณภมคงท - ระบบอยในสมดล กบความดนภาย นอกตลอดเวลา

24

จาก A C W1 = - P1(V2 – V1) = - P1∆V

25

P1

P2

V1 V2

A (P1, V1)

B (P2, V2)

แบบท 1 เกด 2 ขนตอน: A C และ C B

C

จาก C B W2 = 0 (V คงท) = - P1 ∆V W = W1 + W2

= - P1∆V

26

จาก A C’ W’1 = 0 (V คงท) P1

P2

V1 V2

A (P1, V1)

B (P2, V2)

แบบท 2 เกด 2 ขนตอน: A C’ และ C’ B

C’

จาก C’ B W’2 = - P2(V2 – V1) = - P2∆V W’ = W’1 + W’2

= - P2∆V

จะเหนวา: W (แบบท 1) W’ (แบบท 2)

ทงทมจดเรมตนและจดสดทายเดยวกน

‘งาน (w) ไมใชฟงกชนสภาวะ’

27

ความรอน คอ พลงงานทถายเทระหวางระบบหรอระหวางระบบกบสงแวดลอมทมอณหภมตางกน หนวย : J, kJ, cal หรอ kcal

ความรอน ‘ไมใช’ฟงกชนสภาวะ

28

ความรอน (Heat, q)

T1 > T2

heat flow q 1 2

ทสมดล :

Tf

heat flow 1 2

โดยท T1 > Tf > T2 29

ระบบ สงแวดลอม q

ถา Tระบบ > T สงแวดลอม

ระบบ สงแวดลอม q

ถา Tระบบ < T สงแวดลอม

30

พลงงานภายใน คอ ผลรวมของพลงงานจลนจาก - การเคลอนท (translation), การหมน (rotation) การสน (vibration) ของโมเลกล - การเคลอนทของอเลกตรอน โปรตอน นวตรอน รวมถงพลงงานศกยเนองจากแรงกระท าระหวาง โมเลกลและอนภาคตางๆ ในโมเลกล 31

พลงงานภายใน (Internal energy, U)

ส าหรบ Monoatomic Ideal Gas ซงหนงโมเลกล ประกอบดวย 1 อะตอม เชน He, Ne, Ar, Kr เปนตน

พลงงานภายในเนองจากการเคลอนทของโมเลกล U = 3 PV = 3 RT เมอ n = 1 2 2

32

PV = nRT

U เปนฟงกชนสภาวะ : ∆U = U2 – U1

2. กฎขอทหนงของเทอรโมไดนามกส(The First Law of Thermodynamics)

33

ป คศ. 1850 : Rudolph Clausius ‘The total energy of a system and its surroundings must remain constant, although it may be changed from one form to another’

‘ในกระบวนการใดๆ พลงงานอาจเปลยนรปไดแตจะไมสญหายไป หรอเกดขนใหม’

ในระบบปด (Closed system) การเปลยนแปลงพลงงานภายใน (U) จะขนอยกบความรอน (q) ทถายเทระหวางระบบกบสงแวด ลอมและงาน (w) ทเกดขนเทานน

34

35

ในระบบปด (Closed system) ถาระบบเปลยนแปลงโดย V คงทตลอดเวลา แสดงวา dV = 0 ดงนน w = 0

2

1

V

extV

U = q + w

U = q - P dV

∆U = qv

‘กระบวนการไอโซคอรก (Isochoric process)’

36

∆U = qv

ปรมาณความรอนทถายเทในกระบวนการทปรมาตร (V) ของระบบไมเปลยนแปลง

การลดลอง: หา ∆U โดยท าใหปฏกรยาเกดในภาชนะปดทม V คงท (bomb calorimeter) แลวหา qv จากอณภม (T) ทเปลยนแปลง

ในระบบปด (Closed system)

ถาปรมาตรของระบบเปลยนแปลง แตไมเกดการถายเทความรอน แสดงวา q = 0 ดงนน

U = q + w

∆U = w

‘กระบวนการอะไดอาเบตก (Adiabatic process)’ Isolated system 37

∆U = w

ถาสงแวดลอมเปนฝายท างานตอระบบ งาน (w) ทงหมดจะเปลยนเปนพลงงานภายใน (U) การทดลอง: ออกแรงอดแกสในภาชนะทมฉนวนหม แกสจะมอณหภมสงขน และพลงงานภายในเพมขน

38

ในระบบปด (Closed system)

U = q + w

ระบบเปลยนแปลงโดยมอณภมคงทตลอดเวลา จะไมมการเปลยนแปลงพลงงานภายใน นนคอ ∆U = 0 ดงนน

q = - w

‘กระบวนการไอโซเทอรมอล (Isothermal process)’ 39

Exp.2 แกสชนดหนงมปรมาตร 1 L บรรจอยในกระบอกสบซงมฉนวนหมโดยรอบ ถาแกสนขยายตวจนปรมาตรเพมขนเปน 10 L โดยความดนภายนอกมคาคงทเทากบ 1 atm ตลอดเวลา และการขยายตวเกดขนชามาก จนถอวาไมมแรงเสยดทานเกดขน จงค านวณ 1) งาน (w) ทเกดขน

40

2) การเปลยนแปลงพลงงานภายใน (∆U) ของระบบ

41

3) การเปลยนแปลงพลงงานภายใน (∆U) ของสงแวดลอม

42

เอนทาลป (Enthalpy, H)

43

Chemistry: - ปฏกรยาเคมมกเกดขนทความดน (P) คงท มากกวาปรมาตร (V) คงท - ปรมาณความรอนทไดจากการเกดปฏกรยาเคม ไมเทากบการเปลยนแปลงพลงงานภายใน (∆U) - การเปลยนแปลงพลงงานของระบบทางเคม เรยกวา เอนทาลป (Enthalpy, H)

ความสมพนธระหวาง H กบ U H = U + PV U, P, V เปนฟงกชนสภาวะ H ‘เปนฟงกชนสภาวะ’ การเปลยนแปลงเอนทาลป (∆H) เมอเกดปฏกรยาเคม : ∆H = ∆U + ∆(PV) = ∆U + P∆V + V∆P

44

จากกฎขอท 1: ∆U = q + w = q - P∆V จะได ∆H = q - P∆V + P∆V + V∆P = q + V∆P

45

∆H = q + V∆P ถาปฏกรยาเกดทความดนคงท ∆P = 0 จะได ∆H = qp

โดยท qp เปนความรอนทถายเทเมอความดนคงท

จากสมการ ∆H = ∆U + P∆V + V∆P ส าหรบกระบวนการทความดนคงท (∆P = 0) จะได ∆H = ∆U + P∆V

46

ระบบทเปน ของแขง & ของเหลว ∆(PV) 0 จะได ∆H = ∆U + ∆(PV) ∆H = ∆U

0

ระบบทประกอบดวย Ideal gas ทอณหภมคงท PV = nRT ∆(PV) = (∆n)RT แทนคาในสมการ ∆H = ∆U + ∆(PV) จะได ∆H = ∆U + (∆n)RT

47

พจารณาปฏกรยา aA + bB cC + dD เอนทาลปตอโมลของสาร A, B, C และ D เทากบ HA, HB, HC และ HD

การเปลยนแปลงเอนทาลปของปฏกรยา ∆H = cHc + dHd - aHa - bHb ∆H = (cHc + dHd) - (aHa + bHb)

นนคอ ∆H = Hprod - Hreact

48

ในการเกดปฏกรยาถา

Reactant (aA + bB)

Product (cC + dD)

∆H < 0 H

- q เปน ‘ลบ’ - ระบบคายความรอน ใหสงแวดลอม - ∆H เปน ‘ลบ’

ปฏกรยาคายความรอน Exothermic reaction

Reactant (aA + bB)

Product (cC + dD)

∆H > 0 H

ปฏกรยาดดความรอน Endothermic reaction

49

- q เปน ‘บวก’ - ระบบรบความรอน จากสงแวดลอม - ∆H เปน ‘บวก’

Exp.3 ในการท าใหน าแขง 1 mol ท 0C หลอมเหลวทอณหภมคงทและความดนคงทเทากบ 1 atm ตองใหความรอนแกระบบ 1,440 cal จงค านวณ 1) ∆H และ 2) ∆U ก าหนด: ปรมาตรตอโมลของน าแขง = 0.0.0196 L ปรมาตรตอโมลของน า = 0.0180 L

50

2) ค านวณ ∆U เมอความดนคงท จาก ∆H = ∆U + P∆V หรอ ∆U = ∆H - P∆V

51

Exp.4 ปฏกรยา C(graphite) + 1 O2(g) CO(g) 2 ท 298 K และ 1 atm ∆H = -110.42 kJ จงค านวณ ∆U ก าหนด: ปรมาตรตอโมลของแกรไฟต = 0.0053 L

52

53

ความจความรอน (Heat capacity, C) ความจความรอน คอ ปรมาณความรอนทตองใชในการท าใหสารในระบบ มอณหภมเปลยนไป 1 K หรอ 1 oC ความจความรอนโมลาร (molar heat capacity) คอ ความรอนทท าใหสาร 1 โมล มอณหภมเปลยนไป 1 K หรอ 1 oC

54

55

ความจความรอน (C): ขนอยกบลกษณะของกระบวนการเปลยนอณหภมของสาร C = Dq dT

กระบวนการทความดนคงท CP = Dqp = dH

dT dT ∆H = qp

กระบวนการทปรมาตรคงท Cv = Dqv = dU

dT dT ∆U = qv

56

จากกระบวนการทความดนคงท CP = dH หรอ dH = CPdT

dT

อนทเกรต dH = CP dT

ถา CP ไมขนกบ T: H2 – H1 = CP(T2 – T1)

2

1

H

H

2

1

T

T

∆H = CP∆T 57

ส าหรบกระบวนการทปรมาตรคงท Cv = dU หรอ dU = CvdT

dT

อนทเกรต dU = Cv dT

ถา CP ไมขนกบ T: U2 – U1 = Cv(T2 – T1)

2

1

U

U

2

1

T

T

∆U = Cv∆T 58

∆H = CP∆T ∆U = Cv∆T

สมการ และ

ใชไดเฉพาะกรณ ∆T มคานอยๆ เพราะ Cp และ Cv คอนขางคงท

59

ถา ∆T มคามาก: C = a + bT + cT2

เมอ a, b และ c เปนคาคงท (a > b > c)

กรณ ∆T มคามาก การค านวณ ∆S และ ∆U ตองอนทเกรต Cp และ Cv จาก H = U + PV dH = dU + d(PV) dT dT dT

Cp = Cv + d(PV) dT 60

ส าหรบ ideal gas: PV = RT เมอ = 1 Cp = Cv + d(RT) dT Cp = Cv + R dT dT

61

1

ดงนน Cp = Cv + R ส าหรบแกส

62

ส าหรบ ของแขง & ของเหลว d(RT) มคานอยมาก dT

ดงนน Cp Cv

Exp.5 จงค านวณความรอนทตองใชเพอเพมอณหภมของแกสไนโตรเจน 28 g จาก 300 K เปน 500 K ทความดนคงท ก าหนด: ความจความรอนของแกสไนโตรเจนในชวงอณหภมน เปนดงน Cp = 26.99 + 5.90× 10-3T JK-1mol-1

63

64

Exp.6 แกสสมบรณแบบ 2 mol บรรจในภาชนะขนาด 20 L ทปดสนท เมอไดรบความรอนจนความดนเปลยนจาก 1 atm ไปเปน 10 atm โดยภาชนะมปรมาตรคงท 1) w, 2) ∆U และ 3) q จะมคาเทาใด

65

3) กระบวนการทปรมาตรคงท ค านวณ ∆U จาก Cv = dU หรอ ∆U = Cv∆T dT

66

67

เทอรโมเคม (Thermochemistry) - เทอรโมเคม: ศกษาความรอนในปฏกรยา การเกดสาร ละลาย และการเปลยนสถานะ - คา q และ ∆H ของปฏกรยา อางองจากสภาวะมาตร ฐาน (P = 1 atm และ T = 25 C) - เรยก ‘การเปลยนแปลงเอนทาลปมาตรฐาน’ standard enthalpy change, ∆H298 หรอ ∆H)

68 - สมการเคมทมคา ∆H ก ากบไวเรยกวา ‘สมการเทอรโม เคม’ (thermochemical equation)

การหาปรมาณความรอนในปฏกรยา

69

- คาลอรเมทร (calorimetry): วธการการหาปรมาณ ความรอนทเกดขนหรอถกใชไปในปฏกรยา - คาลอรมเตอร (calorimeter): เครองมอวดการ เปลยนแปลงอณหภม แลวค านวณหาปรมาณความรอน - บอมบคาลอรมเตอร (bomb calorimeter) - อะไดอาเบตกคาลอรมเตอร (adiabatic calorimeter) - บอลลสตกบอมบคาลอรมเตอร (ballistic bomb calorimeter)

Bomb Calorimeter

q = ∆U

70

- V คงท - T เปลยนแปลงขณะ เกดปฏกรยา - ความรอนถกถายเท ใหแกน าหรอถายเท ออกจากน า

H2O system

Thermometer เครองกวน

ฉนวน *ตวบอมบท าจากเหลกกลา เพอให V คงท (W = 0)

Adiabatic Calorimeter

http://ch301.cm.utexas.edu/thermo/thermochemistry/thermochem-all.php

http://jr.stryker.tripod.com/gchem/enthalpy.html

- ไมมการถายเทความรอนเขาหรอออกจากระบบ

71

Adiabatic Calorimeter - วดความแตกตางของอณหภม (∆T) กอนและหลง ปฏกรยา - ค านวณปรมาณความรอน (q) ไดจาก

q = ms∆T เมอ q = ปรมาณความรอน (= ∆H) m = มวลของระบบ s = ความรอนจ าเพาะของระบบ ∆T = ความแตกตางของอณหภม 72

H เปนฟงกชนสภาวะ ∆H = H2 – H1

ถาปฏกรยาเกดทความดนคงท ∆P = 0 จะได

โดยท qp เปนความรอนทถายเทเมอความดนคงท ∆H = qp

‘กรณนความรอนของปฏกรยาเปนฟงกชนสภาวะ’

73

∆H > O : ปฏกรยาดดความรอน (Endothermic reaction) ∆H < O : ปฏกรยาคายความรอน (Exothermic reaction)

∆H = H2 – H1 ∆H = Hprod - Hreact

74

1) ปฏกรยาหลายขนตอน กฎของเฮส (Hess’ Law): การเปลยนแปลงเอนทาลปของปฏกรยารวมจะเทากบผลรวมของการเปลยน แปลงเอนทาลปในปฏกรยายอยแตละขน

หา ∆H ของปฏกรยาประเภทใดไดบาง?

2) ปฏกรยาการเกดสาร เอนทาลปของการเกด (Enthalpy of Formation

3) เอนทาลปกบพลงงานพนธะ (Bond Energy) 75

1) กฎของเฮส (Hess’ Law) 1) การเปลยนแปลงเอนทาลปของปฏกรยารวมจะเทา กบผลรวมของการเปลยน แปลงเอนทาลปในปฏกรยายอยแตละขน 2) ถากลบปฏกรยา เครองหมายของ ∆H จะเปลยนเปนตรงกนขาม 3) ถาเพมหรอลดจ านวนโมลของสารในสมการจะ ตองเพมหรอลดคา ∆H โดยการคณหรอหารดวยเลขตวดยวกน 76

CH4(g) + O2(g) C (diamond) + 2H2O(l)

∆H1 = ?

∆H3 = 393.5 kJ CO2 (g) + 2 H2O (l)

ค าตอบคอ ∆H1 = ∆H2 + ∆H3 = -890 + 393.5 = - 496.5 kJ

+ O2 (g) - O2 (g)

ตวอยาง: การสงเคราะหเพชรจากมเทน

∆H2 = - 890 kJ

77

Ex. 7 จงค านวณ ∆H ของปฏกรยา C(s) + (1/2)O2(g) CO(g) จากขอมลตอไปน C(s) + O2(g) CO2(g) ∆H = - 393 kJ CO(g) + (1/2)O2(g) CO2(g) ∆H = - 283 kJ

78

79

80

Ex. 8 จงค านวณ ∆H ของปฏกรยา (ก) C(s) + 2H2(g) CH4(g) เมอก าหนด ∆H ของปฏกรยาตอไปน (ข) C(s) + O2(g) CO2(g) ∆H = - 393 kJ (ค) H2(g) + (1/2)O2(g) H2O(l) ∆H = - 285 kJ (ง) CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ∆H = - 890 kJ

81

วธท า จะเหนวา (ก) = (ข) + 2(ค) – (ง) (ข) C(s) + O2(g) CO2(g) ∆H1

2(ค) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) 2∆H2

-(ง) CO2(g) + 2H2O(l) CH4(g) + 2O2(g) ∆H3

82

การบาน แบบฝกหดขอ 3

83

2) เอนทาลปของการเกด (Enthalpy of formation)

Enthalpy of formation ( ): การเปลยนแปลง เอนทาลปในปฏกรยาการเกดสารนน 1 โมล จากธาต (องคประกอบ) ในธรรมชาตทสภาวะมาตรฐาน

fH

84

เชน ปฏกรยาการเกด CO C(s) + (1/2)O2(g) CO(g) เอนทาลปของปฏกรยา ∆H = - 111 kJ เอนทาลปของการเกด CO คอ ∆Hf (CO, gas) = - 111 kJ/mol

เอนทาลปของการเกด H2O คอ ∆Hf (H2O, l) = - 285 kJ/mol H2(g) + (1/2)O2(g) H2O(l)

85

ตามนยามของ ∆Hf จะถอวา ธาตทกชนดในสภาพธรรมชาตม ∆Hf = 0 เชน O2(g) H2(g) Na(s) Hg(l) C(s)

ตวอยางคาเอนทาลปของการเกดสารบางชนด แสดงในตาราง 8.1

เมอทราบคา ∆Hf จะสามารถ ค านวณหาเอนทาลปของ ปฏกรยาใดๆ (∆H) ไดจาก

∆Hf = 0

∆H = (∆Hf )prod - (∆Hf )react

86

Ex.9 จงค านวณ ∆H ของปฏกรยาการเกด HCOOH(l) CO(g) + H2O(l) โดยใชขอมลในตาราง 8.1 วธท า: ∆H = (∆Hf )prod - (∆Hf )react

= ∆Hf(CO, g) + ∆Hf(H2O, l) - ∆Hf(HCOOH, l)

87

Ex. 10 (ในแบบฝกหด) ก) จงค านวณเอนทาลปของการเกดของ C2H5OH(l) ท 25C โดยใชขอมลจากตารางท 8.1 ก าหนดเอนทาลปของการเผาไหมของ C2H5OH (l) ดงน C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) ∆H = -1,367 kJ

วธท า: ∆H = (∆Hf )prod - (∆Hf )react

-1,367 kJ = 2∆Hf(CO2, g) + 3∆Hf(H2O, l) - ∆Hf(C2H5OH, l) - 3∆Hf(O2, g)

88

ข) จงค านวณเอนทาลปของการเกดผลกแนฟทาลน (C10H8) ถาก าหนดใหเอนทาลปของการเผาไหมเทากบ -5,133 kJ/mol

วธท า: จากปฏกรยาการเผาไหมของแนฟทาลน C10H8(s) + 12O2(g) 10CO2(g) + 4H2O(l) ∆H = (∆Hf )prod - (∆Hf )react

- 5,133 kJ/mol = 10∆Hf(CO2, g) + 4∆Hf(H2O, l) - ∆Hf(C10H8, s) - 12∆Hf(O2, g)

0

89

3) เอนทาลปกบพลงงานพนธะ (Bond Energy)

พลงงานทใชเพอเอาชนะแรงดงดดระหวางอะตอม เพอสลายพนธะของโมเลกล

เชน C(s) + 2H2(g) CH4(g) มการสลายพนธะเดม H – H และสรางพนธะใหม C – H การเปลยนแปลงเอนทาลปของปฏกรยาน เกยวของโดย ตรงกบพลงงานพนธะ

90

1. เอนทาลปพนธะสลายตว (Dissociation bond enthalpy)

CH4 CH3 + H CH3 CH2 + H CH2 CH + H CH C + H

∆H o298 = 422 kJ ∆H o298 = 364 kJ ∆H o298 = 385 kJ ∆H o298 = 335 kJ

91

พลงงานเฉลยทใชในการท าลายพนธะระหวางคอะตอมใดๆ โดยไมพจารณาวาเปนโมเลกลแบบใด

2. เอนทาลปพนธะเฉลย (Average bond enthalpy)

C – H C + H ∆H o298 = 413 kJ C – C C + C ∆H o298 = 348 kJ C = C C + C ∆H o298 = 614 kJ C C C + C ∆H o298 = 839 kJ

92

Ex.10 จงค านวณพลงงานพนธะของพนธะ C – H ในมเทน ก าหนด ให ∆Hf(CH4, g) = -75 kJ/mol ∆Hf(C, g) = +717 kJ/mol และ ∆Hf(H, g) = +218 kJ/mol วธท า: ตองหา H ของปฏกรยา CH4(g) C(g) + 4H(g) ∆H = (∆Hf )prod - (∆Hf )react

= ∆Hf(C, g) + 4∆Hf(H, g) - ∆Hf(CH4, g)

93

หลกในการค านวณ ∆H จากคาเอนทาลปเฉลย

1. ท าใหสารตงตน (reactants) อยในสภาพทเปน อะตอมหรอแกส (ไอ)

พลงงานทใช คอ พลงงานสลายพนธะ

2. ธาตในสภาพทเปนอะตอมหรอแกส (ไอ) เขาสราง พนธะเกดเปนสารผลตภณฑ (products)

พลงงานทให คอ พลงงานทใชในการสรางพนธะ 94

สรางพนธะ – คายพลงงาน (พลงงานมคาเปนลบ) สลายพนธะ – ดดพลงงาน (พลงงานมคาเปนบวก)

‘สราง – คาย’ ‘สลาย – ดด’

95

Ex.10 จงค านวณการเปลยนแปลงเอนทาลปของปฏกรยา CH4(g) + 4F2(g) CF4(g) + 4HF(g) ก าหนดพลงงานพนธะดงน C – H 413 kJ F – F 159 kJ C – F 489 kJ H – F 567 kJ

วธท า CH4(g) + 4F2(g) CF4(g) + 4HF(g) ‘สลายพนธะ’ ‘สรางพนธะ’ สลายพนธะ CH4(g) C(g) + 4H(g) ∆H1 = 4(413) kJ 4F2(g) 8F(g) ∆H2 = 4(159) kJ

สรางพนธะ C(g) + 4F(g) CF4(g) ∆H3 = 4(-489) kJ 4H(g) + 4F(g) 4HF(g) ∆H4 = 4(-567) kJ

96

97

Ex. 9 (ในแบบฝกหด) จงใชคาพลงงานพนธะจากตาราง 4.2 ค านวณ ∆H ส าหรบปฏ กรยา CH3OH(g) + HBr(g) H2O(g) + CH3Br(g)

วธท า CH3OH(g) + HBr(g) H2O(g) + CH3Br(g) ‘สลายพนธะ’ ‘สรางพนธะ’

H C O H H

H H Br H O H H C Br

H

H

98

สลายพนธะ 3C – H = 3(412) C - O = 360 O - H = 463 H - Br = 366 รวม = 2425 kJ

สรางพนธะ 3C - H = 3(- 412) C - Br = - 285 2O - H = 2(- 463) รวม = - 2447 kJ

99

ความสมพนธระหวาง ∆H กบอณหภม - ∆H ปกต ค านวณทสภาวะ STP (P, T คงท) - ∆H ทอณหภมอน ไดจากการศกษาการเปลยน แปลงเอนทาลปของปฏกรยาทขนกบอณหภม

จาก ∆H = (∆Hf )prod - (∆Hf )react

จะได d (∆H) = d (∆Hf )prod - d(∆Hf )react dT dT dT

100

จากนยามความจความรอน d (∆Hf ) = dT

pC

จาก d (∆H) = ( )prod - ( )react dT = ∆ d(∆H) = ∆ dT

pC pC

pC

pC

101

ถาตองการทราบ ∆H ของปฏกรยาทอณหภม T (T > 298 K) d (∆H) = ∆ dT

T

298 pC

T

298

pCถา ชวงอณหภมแคบๆ ถอวา ∆ คงท จะได ∆HT - ∆H298 = ∆ (T – 298) ∆HT = ∆H298 + ∆ (T – 298)

pC

pC

pC

102

แตถา ชวงอณหภมกวางและ ∆ ขนกบอณหภม จะได ∆HT = ∆H298 + ∆ dT ถา T < 298 K ∆HT = ∆H298 - ∆ dT

pC

pCT

298

T

298 pC

103

Ex.12 ปฏกรยาการเกดกรดแลกตก (CH3CHOHCOOH) จากกลโคส (C6H12O6) เกดขนดงสมการ C6H12O6 (s) 2CH3CHOHCOOH ถา ∆Hf ของ กลโคสและกรดแลกตกมคาเทากบ -1,274 และ -694 kJ/mol และความจความรอนตอโมลมคาคงทเทากบ 218.9 และ 127.6 J/K mol ตามล าดบ จงค านวณ ∆H ของปฏกรยานท 37 C

วธท า: ∆HT = ∆H298 + ∆ (T – 298) pC

104

105

106

การบาน แบบฝกหดขอ 12

การเปลยนแปลงทเกดไดเอง และการเปลยนแปลงทผนกลบได

- กฎขอท 1 ของเทอรโมไดนามกสใชระบทศทางการ เปลยนแปลงของระบบไมได - ปจจยหนงทใชระบทศทางการเปลยนแปลงของระบบ คอ ความไมเปนระเบยบของระบบ (Entropy, S) - กระบวนการหนงๆ จะเกดขนไดเองเมอ 1. มการเปลยนแปลงพลงงานของระบบ 2. ระบบมความไมเปนระเบยบ (S) สงขน* 107

108

การระเหยของน า

น า น า + ไอน า - เกดไดเองตลอดเวลา - น าดดพลงงานจากสงแวดลอม (พลงงานของระบบเพมขน) - ความไมเปนระเบยบ (S) สงขน (ของเหลว ไอ)

ปฏกรยาเกดในทศทางเดยว เชน Zn(s) + 2H+ Zn2+(aq) + H2(g)

ปฏกรยาทมโอกาสเกดไปขางหนาและยอนกลบได เทาๆ กน เชน H2O(l) + HOAc(l) H3O+(aq) + OAc-(aq)

‘ผนกลบไมได’ (irreversible reaction)

‘ผนกลบได’ (reversible reaction) และเปนระบบทอยในสมดล 109

เอนโทรป (Entropy, S) - เอนโทรป คอฟงกชนทใชแสดงความไมเปนระเบยบ ของระบบ - ค านวณเอนโทรปไดจาก: dS = Dqrev

T เมอ S = เอนโทรปของระบบ qrev = ปรมาณควมรอนทถายเทระหวางระบบกบ สงแวดลอมในกระบวนการทผนกลบได T = อณภม (K) 110

อนทเกรตสมการจาก สภาวะ 1 ถง สภาวะ 2 จะได ∆S = Dqrev

T

สภาวะ 2

สภาวะ 1

ถาระบบเปลยนสภาวะดวยกระบวนการไอโซเทอรมอล (T คงท) จะได

∆S = 1 Dqrev = qrev

T T

สภาวะ 2

สภาวะ 1

111

112

- S เปนฟงกชนสภาวะ เชนเดยวกบ U และ H - ∆S ค านวณไดจากปรมาณความรอน (q) ทถาย เทในกระบวนการทผนกลบได

การกลายเปนไอ (vaporization): ของเหลว ไอ เกดท ‘จดเดอด’ (Tb) ของสารนน ท P = 1 atm และเปนกระบวนการผนกลบได

qvap = ความรอนแฝง (∆Hvap) ของการกลายเปนไอ

ความรอนในการเปลยนสถานะของสาร

113

การเปลยนแปลงเอนโทรปเมอของเหลวกลายเปนไอ ∆Svap = ∆Hvap Tb

∆Hvap = ความรอนแฝงของการกลายเปนไอ Tb = จดเดอดของสาร

114

การหลอมเหลว (fusion): ของแขง ของเหลว เกดท ‘จดหลอมเหลว’ (Tf) ของสารนน ท P = 1 atm และเปนกระบวนการผนกลบได

qfus = ความรอนแฝง (∆Hfus) ของการหลอมเหลว

การเปลยนแปลงเอนโทรปเมอของแขงเกดการหลอมเหลว ∆Sfus = ∆Hfus Tf

Ex.13 จงค านวณ ∆S, ∆U, q และ w ส าหรบการกลายเปนไอของน า 1 mol ท 100 C และความดน 1 atm ก าหนดใหความรอนแฝงของการกลายเปนไอของน าเทากบ 40.6 kJ/mol (สมมตวาไอน าเปนแกสสมบรณแบบและปรมาตรของน ามคานอยมากเมอเทยบกบปรมาตรของไอน า) วธท า: ∆Svap = ∆Hvap

T = 40.6 × 103 J/mol = 108.9 J/K mol 373 K กระบวนการเกดท P คงท qp = ∆Hvap = 40.6 kJ/mol 115

116

กระบวนการเกดท P คงท w = -P∆V = -P(Vไอ – Vน า) = -PVไอ (ideal gas: PV = nRT)

= -PnRT (n = 1 mol) P = - RT = - (0.00831 kJ/K mol)(373 K) w = - 3.1 kJ/mol ∆U = q + w = 40.6 – 3.1 = 37.5 kJ/mol

117

ถาเปนกระบวนการไอโซเทอรมอล ∆U = 0 q = - w ถาเปนกระบวนการไอโซเทอรมอลและผนกลบได qrev = - wrev = PdV (ideal gas: P = nRT) V

2

1

V

V

qrev = nRT และ ∆S = qrev = nR T

118

Ex.14 จงค านวณ ∆H, ∆U และ ∆S เมอแกสฮเลยม 1 mol มความดนเปลยนจาก 1 atm เปน 0.1 atm ทอณภมคงทเทากบ 50 C วธท า: ideal gas 1 mol ทอณหภมคงท PV = RT ∆(PV) = R∆T = 0 จาก ∆H = ∆U + ∆(PV) = ∆U (ideal gas: U = (3/2)RT) = (3/2) R∆T

0

0

∆H = ∆U = 0

119

หา ∆S ส าหรบ ideal gas 1 mol ทอณหภมคงท ∆S = R = (8.314 J/K mol) ln(1/0.1) = 19.15 J/K mol

120

ถาระบบเปลยนสภาวะโดยอณภมไมคงท การเปลยนแปลงเอนโทรป หาไดจากความจความรอนตอโมล Dqrev = nCdT ∆S = Dqrev = n C Dqrev

T T ∆S = nC

2

1

T

T

2

1

T

T

Ex.15 จงค านวณ ∆S เมอน า 100 g ท 0 C ผสมกบน า 100 g ท 100 C โดยไมมการถายเทความรอนใหกบสงแวดลอมเลย ก าหนดใหความรอนจ าเพาะของน าเทากบ 4.18 J/g K วธท า: พจารณาการเปลยนแปลงทเกดขน น า 100 g (0 C) น า 200 g (50 C) น า 100 g (100 C)

∆S1

∆S2

∆S = ∆S1 + ∆S2

= Cp dT + Cp dT T T

323

273

323

273

121

Cp = ความจความรอนของน า 100 g = (4.18 J/g K)(100 g) = 418 J/K

∆S = (418 J/K)( + ) = 10.3 J/K

∆S = ∆S1 + ∆S2

= Cp dT + Cp dT T T

323

273

323

273

122

แบบฝกหดขอ 13, 14 16, 17, 19

123

กฎขอทสองของเทอรโมไดนามกส (The Second Law of Thermodynamics) กระบวนการทเกดไดเองและไมผนกลบ ∆Stot > 0 Irreversible กระบวนการทผนกลบได ∆Stot = 0 Reversible กระบวนการเกดในทศทางตรงขาม (เกดเองไมได) ∆Stot < 0 เมอ ∆Stot คอผลรวมของการเปลยนแปลงเอนโทรปของระบบและสงแวดลอม 124

125

ถา ∆S = การเปลยนแปลงเอนโทรปของระบบ ∆Ssurr = การเปลยนแปลงเอนโทรปของ สงแวดลอม

จะได ∆Stot = ∆S + ∆Ssurr

126

Ex.16 ระบบทมฉนวนหมระบบหนงประกอบดวยภาชนะ 2 ใบ ใบแรกบรรจน าซงอยในสมดลกบไอน าท 100 C และ 1 atm ภาชนะใบท 2 บรรจน าซงอยในสมดลกบน าแขงท 0 C และ 1 atm ถาน าภาชนะทงสองนมาแตะกนจะเกดการถายเทความรอนเปนปรมาณ Q จากภาชนะท 100 C ไปยงภาชนะท 0 C (สมมตวาแตะกนภายในชวงเวลาสนมาก Q มคานอยมาก และอณภมของภาชนะทงสองไมเปลยนแปลง) จงค านวณการเปลยนแปลงเอนโทรปของระบบ และแสดงใหเหนวาส าหรบกระบวนการน (ซงเกดขนไดเองและผนกลบไมได) ∆Stot มคาเปนบวก

127

วธท า: ระบบมฉนวนหม ไมมการถายเทความรอนระหวางระบบกบสงแวดลอม ∆Ssurr = 0

การเปลยนแปลงเอนโทรปรวม ∆Stot = ∆S + ∆Ssurr ∆Stot = ∆S

0

แตเปนกระบวนการผนกลบไมได จงไมสามารถค านวณการเปลยนแปลงเอนโทรปโดยตรงได

128

ตองท าใหระบบเปนกระบวนการผนกลบได โดย ใหภาชนะใบแรกคายความรอนใหสงแวดลอม = Q ทอณหภม 373 K - dT และ ภาชนะใบทสองรบความรอนจากสงแวดลอม = Q ทอณหภม 273 K + dT โดยถอวา dT นอยมาก (T คงท)

∆S = ∆S373 + ∆S273 ทอณหภมคงท ∆S = q T ∆S = - Q + Q 373 273 = (0.0027 – 0.0037)Q = +0.001Q

จาก ∆Stot = ∆S = +0.001Q ∆Stot > 0 ปฏกรยาเกดไดเองและผนกลบไมได

129

กฎขอทสามของเทอรโมไดนามกส (The Third Law of Thermodynamics)

- ศกษาการเปลยนแปลงของระบบทอณหภมต า - เมออณหภมลดลง ระบบใดๆ จะมความเปน ระเบยบสงขน หรอ มเอนโทรป (S) ลดลง - ‘ทอณภม 0 K เอนโทรปของสารบรสทธทกชนดใน สภาพผลกสมบรณแบบมคาเทากบศนย’

S0 = 0 130

เอนโทรปสมบรณ (Absolute entropy) ของสารบรสทธท T อนๆ หาไดจากการอางองกบคา S0

การค านวณ S ของสารใดๆ ทอณหภม T

จากกฎขอท 2: ∆S = ST – S0 = Dqrev

T จากกฎขอท 3: S0 = 0

ST = Dqrev

T

T

0

131

132

สาร 1 โมล ทความดนคงท Dqrev= dH = CpdT

ST = CP dT T

T

0

หา ST โดย: - อนทเกรตสมการ (ตองทราบคา CP หรอ CP ใน เทอมของ T)

- เขยนกราฟระหวาง CP/T กบ T ST = พท. ใตกราฟจาก 0 ถง T

133

- การค านวณเกยวกบเอนโทรปใดๆ จะใชคาเอน โทรปสมบรณท T = 298 K และ P = 1 atm (ตาราง 8.2)

- จากตาราง 8.2 - S298 หรอ S ของ gas > liquid > solid - S มแนวโนมเพมขนตามน าหนกอะตอม

134

การค านวณการเปลยนแปลงเอนโทรปของปฏกรยาเคมใดๆ aA + bB cC + dD ∆S = cS(C) + dS(D) - aS(A) - bS(B)

∆S = (S)prod - (S)react

135

Ex.17 จงค านวณ ∆S ส าหรบปฏกรยาตอไปน (ก) 1 N2(g) + 1 O2(g) NO(g) 2 2 (ข) Ca(s) + 1 O2(g) CaO(s) 2 โดยใชขอมลจากตาราง 8.2

วธท า: (ก) ∆S = S(NO, g) – (1/2)S(N2, g) – (1/2)S(O2, g)

(S)prod - (S)react

= 211 –(1/2)(192) – (1/2)(205) = 12.5 J/K

136

(ข) ∆S = S(CaO, s) - S(Ca, s) – (1/2)S(O2, g) = 40 – 42 – (1/2)(205) = -104.5 J/K

(S)prod - (S)react

เอนโทรปกบทศทางของปฏกรยาเคม - ทศทางของปฏกรยาท านายจาก ∆Stot - จากกฎขอท 2 ของเทอรโมไดนามกส - กระบวนการทเกดไดเองและไมผนกลบ ∆Stot > 0 Irreversible - กระบวนการทผนกลบได ∆Stot = 0 Reversible - กระบวนการทเกดเองไมได ∆Stot < 0 137

Ex.18 ปฏกรยาการสงเคราะหดวยแสงเกดขนดงสมการ

6CO2(g) + 6H2O(l) C6H12O6(s) + 6O2(g)

ปฏกรยานเกดขนไดเองทสภาวะมาตรฐานหรอไม ก าหนดให ∆Hf(C6H12O6, s) = -1,273 kJ/mol และ S298(C6H12O6, s) = 212 J/K mol

วธท า: ปฏกรยาเกดไดเอง ∆Stot > 0 (∆Stot = ∆S + Ssurr)

∆S = S(C6H12O6, s) + 6S(O2, g) – 6S(CO2, g) - 6S(H2O, l) = 212 + 6(205) – 6(214) – 6(70) = -262 J/K

138

∆H = ∆Hf(C6H12O6, s) + 6∆Hf (O2, g) – 6∆Hf(CO2, g) - 6∆Hf(H2O, l)

สงแวดลอมคายความรอน = 2,795 kJ ∆Ssurr = ∆Hsurr = (-2,795 kJ) = -9,379 J/K Tsurr 298 K

∆Stot = ∆S + ∆Ssurr

= -262 + (- 9,379) = -9,641 J/K เอนโทรปรวมมคาลดลง ปฏกรยาเกดเองไมได

139

= - 1,273 + 6(0) – 6(-393) – 6(-285) = 2,795 kJ (∆H เปน + ระบบรบความรอน)

พลงงานอสระ (Free Energy) - การท านายทศทางของปฏกรยาจาก ∆Stot ไม สะดวก - J. W. Gibbs ก าหนด พลงงานอสระกบส Gibbs free energy: G = H – TS H, S และ T เปนฟงกชนสภาวะ G เปนฟงกชนสภาวะ 140

การเปลยนแปลงพลงงานอสระ: ∆G = ∆H – ∆(TS) กระบวนการทเกดทอณภมคงท: ∆G = ∆H – T∆S การท านายทศทางการเกดปฏกรยาจาก ∆G ∆G < 0 ปฏกรยาเกดไดเอง ∆G = 0 ระบบอยในสมดล (ผนกลบได) ∆G > 0 ปฏกรยาเกดเองไมได (หรอเกดเองได แตในทศทางยอนกลบ)

141

142

จากสมการ: ∆G = ∆H – T∆S (ก) ∆H < 0 และ ∆S > 0 จะได ∆G < 0 (ปฏกรยาเกดไดเอง) (ข) ∆H > 0 และ ∆S < 0 จะได ∆G > 0 (ปฏกรยาเกดเองไมได) (ค) ∆H > 0 และ ∆S > 0 จะได ∆G < 0 เมอ |T∆S| > |∆H| (ง) ∆H < 0 และ ∆S < 0 จะได ∆G < 0 เมอ |∆H| > |T∆S| (จ) ∆H = T∆S จะได ∆G = 0 (ระบบอยในสมดล)

143

Ex.19 กระบวนการ H2O(l) H2O(g) เกดขนไดเองทอณภมเทาใด ก าหนดให: ∆H = 40.6 kJ ∆S = 108.7 J/K P = 1 atm

144

ความหมายของพลงงานอสระกบส (Gibbs Free energy, G)

‘∆G ของปฏกรยาใดๆ หมายถง งานในรปอนๆ ท นอกเหนอจากงานทเกดจากการเปลยนปรมาตร’ จาก ∆G = ∆H - T∆S ทความดนคงท ∆H = ∆U + P∆V ∆G = ∆U + P∆V - T∆S

145

∆G = ∆U + P∆V - T∆S จากกฎขอท 1 ∆U = q + w ถางานไมไดเกดจากการเปลยนปรมาตรเทานน w = w' + wPV = w' - P∆V เมอ w' = งานในรปแบบอน wPV = งานเนองจากการเปลยนปรมาตร ∆G = (q + w' - P∆V) + P∆V - T∆S ∆G = q + w' - T∆S

146

∆G = q + w' - T∆S กระบวนการผนกลบได q = qrev = T∆S จะได ∆G = T∆S + w' - T∆S ∆G = w’

∆G หมายถง งานในรปอนๆ ทนอกเหนอจากงานทเกดจากการเปลยนปรมาตร

147

พลงงานอสระทสภาวะมาตรฐาน - สญลกษณ ∆G298 หรอ ∆G - พลงงานอสระของการเกด (free energy of formation)

∆Gf = ∆Hf - T∆Sf

∆Gf = การเปลยนแปลงพลงงานอสระในปฏกรยาการ เกดสารบรสทธ 1 โมล (ตารางท 8.3)

ค านวณการเปลยนแปลงพลงงานอสระในปฏกรยาใดๆ ไดจาก

∆G = (∆Gf)prod - (∆Gf)react

ใช ∆G ท านายทศทางการเกดปฏกรยา โดยไมจ าเปน ตองทราบ ∆H หรอ ∆S

148

Ex.20 ปฏกรยาตอไปนเกดขนไดเองทสภาวะมาตรฐานหรอไม 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(l) ใชขอมลในตารางท 8.3

149

แบบฝกหดขอ 15, 20, 21, 23

150