PROJEKT III
Zadanie – obliczenia termodynamiczne – chlorargiryt (AgCl)
Czy AgCl jest trwałym minerałem w reakcji rozpuszczania?
ΔGAgCl = -26244 [cal/mol]
ΔGAg = 18433 [cal/mol]
ΔGCl = 31300 [cal/mol]
AgCl == Ag + Cl
ΔG0reakcji = ΔGprod. – ΔGsubs. = ΔGAg + ΔGCl – ΔGAgCl
ΔG0reakcji = 18433 + 31300 + 26244
ΔG0reakcji = 75977 [cal/mol]
Komentarz: Wartość energii swobodnej Gibbsa świadczy o tym, że w warunkach normalnych reakcja rozpuszczania zachodzi w lewo. AgCl jest minerałem trwałym w reakcji rozpuszczania.
Oblicz stałą równowagi Keq (= Ksp) w temperaturze wody ze studni po ogrzaniu do temperatury pokojowej.
R = 1,987 [cal/mol·K]
T = 298,15 [K]
ΔG0reakcji = - RT lnK
lnK = - ΔG0reakcji / RT
$$\left\lbrack \frac{\text{cal}}{\text{mol}}\ \bullet \ \frac{\text{mol} \bullet K}{\text{cal} \bullet K} \right\rbrack = \ \left\lbrack - \right\rbrack$$
lnK = - 75977 / (1,987·298,15)
lnK = - 128,24766
K = e-128,24766
Ksp = Keq ≈ 2,008 · 10-56 [-]
Komentarz: Bardzo niska wartość stałej równowagi (jak i stałej rozpuszczalności) świadczy o tym, że w warunkach normalnych chlorargiryt praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie.
Czy w temperaturze pokojowej w warunkach normalnych nastąpi wytrącanie się AgCl
z wody studziennej, w której stężenia jonów wynoszą:
[Ag] = 10-7 mol/dm3 , [Cl] = 10-6,5 mol/dm3
ΔG0reakcji2 = 0
ΔGreakcji = ΔG0reakcji2 + RT lnQ
ΔGreakcji = RT lnQ
lnQ = ΔGreakcji / RT
lnQ = - 26244 / (1,987·298,15)
lnQ = - 44,29935
Q = e-44,29935
Q = 5,768 · 10-20 [-]
$$Q = \ \frac{\left\lbrack \text{Ag} \right\rbrack \bullet \lbrack Cl\rbrack}{\lbrack AgCl\rbrack}$$
$$5,768 \bullet 10^{- 20} = \ \frac{\left\lbrack 10^{- 7} \right\rbrack \bullet \lbrack 10^{- 6,5}\rbrack}{\lbrack AgCl\rbrack}$$
$$\lbrack AgCl\rbrack = \ \frac{10^{- 13,5}}{5,768 \bullet 10^{- 20}}$$
[AgCl] ≈ 1,734•107,5 [mol/dm3]
Komentarz: Otrzymana wartość Q, która jest < 1 świadczy o tym, że w temperaturze pokojowej
w warunkach normalnych następuje wytrącanie chlorargirytu z wody studziennej.