Стермодинамических расчетов докажите, что реакция окисления глюкозы с6н12о6(к)= 6 со2+6н2о в стандартных условиях протекает самопроизвольно. значения стандартных энтальпий и энтропий образования составляют ^н(н2о)=69,94 дж/моль* к; s(c6h12o6)=212,13 кдж/ моль*k; ^s(o2)=205,03 дж/моль*k
Уравнение Гиббса:
ΔG = ΔH - TΔS
где:
ΔG - изменение свободной энергии
ΔH - изменение энтальпии
T - температура в Кельвинах
ΔS - изменение энтропии
Для начала, нам необходимо выразить ΔG, ΔH и ΔS для данной реакции.
Реакция окисления глюкозы:
C6H12O6(к) + 6O2(г) -> 6CO2(г) + 6H2O(ж)
Первым шагом мы должны выразить ΔG, ΔH и ΔS для данной реакции. Для этого, мы должны использовать таблицу стандартных энтальпий и энтропий образования.
ΔH = Σ(ΔH продуктов) - Σ(ΔH реагентов)
ΔS = Σ(ΔS продуктов) - Σ(ΔS реагентов)
ΔH = 6[ΔH(CO2) + ΔH(H2O)] - ΔH(C6H12O6) - 6ΔH(O2)
ΔS = 6[ΔS(CO2) + ΔS(H2O)] - ΔS(C6H12O6) - 6ΔS(O2)
Здесь ΔH(CO2), ΔH(H2O), ΔS(CO2), ΔS(H2O), ΔH(C6H12O6) и ΔH(O2) представляют собой стандартные энтальпии образования и энтропии соответствующих веществ, указанные в условии задачи.
Подставим значения в уравнения и рассчитаем результат:
ΔH = 6[(0 kJ/mol + 0 kJ/mol) + (69.94 kJ/mol * K + 6 * 205.03 kJ/mol * K)] - (212.13 kJ/mol * K) - 6(0 kJ/mol * K)
ΔH = 6[(69.94 kJ/mol * K + 6 * 205.03 kJ/mol * K)] - (212.13 kJ/mol * K)
ΔH = 6(69.94 kJ/mol * K + 1230.18 kJ/mol * K) - 212.13 kJ/mol * K
ΔH = 6(1300.12 kJ/mol * K) - 212.13 kJ/mol * K
ΔH = 7800.72 kJ/mol * K - 212.13 kJ/mol * K
ΔH = 7588.59 kJ/mol * K
ΔS = 6[(0 J/mol * K + 0 J/mol * K) + (0 J/mol * K + 6 * 0 J/mol * K)] - (212.13 kJ/mol * K) - 6(205.03 J/mol * K)
ΔS = 6[(0 J/mol * K + 0 J/mol * K) + (0 J/mol * K + 0 J/mol * K)] - 212.13 kJ/mol * K - 1230.18 J/mol * K
ΔS = 6(0 J/mol * K) - 212.13 kJ/mol * K - 1230.18 J/mol * K
ΔS = -212.13 kJ/mol * K - 1230.18 J/mol * K
ΔS = -212.13 kJ/mol * K - 1.23018 kJ/mol * K
ΔS = -213.36018 kJ/mol * K
Теперь, мы можем использовать уравнение Гиббса для рассчета изменения свободной энергии:
ΔG = ΔH - TΔS
Поскольку реакция происходит в стандартных условиях, температура будет задана при 298 K.
ΔG = 7588.59 kJ/mol * K - 298 K * -213.36018 kJ/mol * K
ΔG = 7588.59 kJ/mol - (-63711.66284 kJ/mol)
ΔG = 7588.59 kJ/mol + 63711.66284 kJ/mol
ΔG = 71300.25284 kJ/mol
Таким образом, значение ΔG для данной реакции в стандартных условиях составляет 71300.25284 kJ/mol.
Теперь, чтобы определить, протекает ли реакция самопроизвольно, мы должны проверить знак ΔG.
Если ΔG < 0, то реакция протекает самопроизвольно, так как это означает, что свободная энергия системы уменьшается и система стремится к более устойчивому состоянию.
В нашем случае, ΔG = 71300.25284 kJ/mol, что является положительным значением. Это означает, что реакция не протекает самопроизвольно при стандартных условиях.
Заключение: Реакция окисления глюкозы C6H12O6(к) = 6CO2(г) + 6H2O(ж) в стандартных условиях не протекает самопроизвольно, так как значение ΔG положительное.