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제목 [Simon Lim] gibbs free energy
thermochemistry and thermodynamics 30
작성자 goe*** 등록일 2020-04-25 오후 11:57:47

선생님 그러면 if a rxn is non-spontaneous, how can it move toward equilibrium. For delta G note, you said there is non-spontaneous. Then without combining two or more rxn, can that one rxn reach equilibrium? 



그리고 29번째 강의 에서 선생님이 formation을 reverse 하면 decomposition이라고 하셨는데 또 어떤데서는 combustion을  reverse하면  formation이라고 하셨어요. 이게 햇갈려서 그런데 clarify랑 설명을 해주실수 있나요?

2020-04-26 오후 6:08:43

네~ 안녕하세요~

 

1. non-spontaneous reaction이 forward reaction이 전혀 진행되지 않거나 product가 전혀 없는 것을 의미하는 것은 아닙니다. 

ΔGo=-RTlnK 이므로  ΔG을 이용하면 반응의 spontaneity를 판단할 수 있다는 것입니다. 

 

equilibrium constant(K)의 크기를 기준으로 판단하는 것입니다. K<1(ΔGo>0)이면 equilibrium state에서 reactant에 대한 product의 비율이 작은 것을 의미하는 것이고 이는 반응이 잘 일어나지 않는 의미라는 것이고 product가 전혀 없어서가 아니라 넣어준(반응을 시킨) reactant에 비해 product가 너무 적기 때문에 nonspontaneous reaction이라고 하는 것입니다. K>1이면 이와 반대입니다. 

 

equilbrium은 그 시스템이 가질 수 있는 에너지의 최저점이므로 현재시점에서 forward로 진행하든(ΔG<0), reverse로 진행하든 (ΔG>0) 결국 도달하는 점입니다. 현재 forward로 진행하든 reverse로 진행하든 equilibrium상태에서 reactant가 많을지 product가 많을지는 확인( ΔGo 로 확인) 해봐야 하는 것입니다. 이는 수업시간에도 언급해드렸습니다. 

 

또한 어떤 반응이 nonspontaneou한 반응이라고 하더라도 다른 반응과 함께 일어나면 spontaneous한 반응이 될 수도 있습니다. 이것은 각각의 반응에 대한 Free energy의 변화를 살펴봐야 합니다.

 

 

2. 

The standard enthalpy of formation ΔHfof a compound is defined to be the enthalpy change for the reaction that produces 1 mol of the compound

from its elements in their stable states, all at 25°C and 1 atm pressure. :  표준상태(standard state)에서 thermodynamically 가장 안정한 element로부터 compound 1몰이 formation 될 때의 엔탈피 변화를  standard enthalpy of formation (ΔHfo)이라고 하면 standard state에서 the most stable element의 ΔHf는 0입니다.

 

 

예를 들어 아래의 반응의 표준상태에서의 엔탈피 변화(ΔHo)는 결국 H2O(l)의 standard enthalpy of fomation (ΔHfo) 이 됩니다. 가

장 안정한 element에서 compound 1mol을 만들었기 때문입니다.

 

 

 

그런데 이 반응은 또 H2(g) 1mol을 완전히 combustion시킬 때의 엔탈피 변화도 되므로 Heat of combustion of H2(g)가 되기도 합니다. 특정한 이름 [    ] of enthalpy의 [  ]의 대상은 1mol 기준입니다. combustion의 reverse가 formation이 되는 것이 아니고 위의 예와 같은 경우 H2(g)의 complete combustion의 엔탈피는 H2O(l)의 formation 엔탈피와 같을 수 있다는 것입니다.

 

 

(standard) enthalpy of decomposition

The change in enthalpy accompanying the decomposition of 1 mole of a compound into its elements at standard state

만약 H2O(l) 1mol을 decompose하여 성분 element인 H2(g)와 O2(g)로 변화시킨다면 이 역시 처음 출발물질인 H2O(l) 1mol을 분해하는 것이므로 이 때의 반응은 위의 formation과 정확히 반대이므로 에너지의 출입도 반대가 되고 이 에너저를 heat of decomposition of H2O(l)이라고 합니다.

 

답변이 도움이 되었기를 바랍니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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