skan0080

Termodynamika chemiczna 83

pomnożyć przez (-71

-TASZ = A Hf - TASf = AG°_r.

Jak widać, dla przemiany samorzutnej AG < 0.

Przykład 3.18. Na podstawie poniższych danych w 25°C obliczyć ilość sa-:'naroży C₁₂H₂₂O_n, która byłaby w stanie pokryć dzienne zapotrzebowanie energetyczne człowieka (przyjmujemy, że wynosi ono 1000 kcal). Założyć, że reak-:ja spalania sacharozy do C0_2(g) i H₂0_(C) zachodzi w 310 K oraz że w tym zalesie temperatur AC_p reakcji jest stałe.

	C,2H220i1(s)	°2(g)	C02(g)	H20(C)
J 7/298 [kJ • mol ^]]	-2221	0	-393,51	-285,84
5° [J • K^_1 • mol"^1]	360	205,13	213,7	69,96
Cp [J • K"^1 • mor^1]	425	29,36	37,13	75,31

Rozwiązanie. Zadanie sprowadza się do obliczenia entalpii swobodnej _'G° = AH° - TAS° reakcji spalania sacharozy

Ci2H₂20]i(_S) + 12 0_2(g) - 12C0_2(g) + 11 H₂0_(c).

Wyniki obliczeń, analogicznych jak w^r przykładzie 3.17, entalpii i entropii reakcji w' tych temperaturach, zestawiono w' tabeli poniżej. Na tej podstawie obliczono AG° i masę sacharozy.

T[ K]	ACp [J ■ K^-1 • mol"^1]	AH° [kJ • mol^-1]	AS^0 [J • K'^1 • mol"^1]	AG^0 [kJ • mol’^1]	masa [g]
298,15	496,65	-5645,36	512,4	-5798,13	247,01
310,0	496,65	-5639,47	531,76	-5804,32	246,74

W 310 K jeden mol sacharozy (342,3 g) może dostarczyć 5804,3 kJ, które mogą być zamienione na pracę, toteż należałoby zjeść, teoretycznie, blisko 247 g sacharozy. ■

Zależność entalpii swobodnej G i energii swobodnej F od parametrów stanu określają ich różniczki zupełne

(3.61)

(3.62)

dG = -SdT + Vdp,

dF = -SdT - pdV,

z których w^rynikają następujące ważne relacje:

oraz

(3.63)