Eksamensopgave i kemi

1) Δ_RG^o = ∑Δ_fG^o(Produkter) - ∑Δ_fG^o(Reaktanter)

Samme gør sig gældende for H og S. Husk stykiometriske koefficienter!

Δ_RG^o = 280 kJ/mol
Δ_RH^o = 275 kJ/mol
Δ_RS^o = -15 J/mol*K = -0.015 kJ/mol*K

2) Du kan se at reaktionen er endoterm (Δ_RH^o > 0), og at reaktionen ikke er spontan mod højre (Δ_RG^o > 0). Entropi er lidt svært at forklare, men for kemi er det tit i orden at sammenligne det med uorden - altså angiver en negativ S værdi mere orden. Jeg er ikke helt sikker på den, men jeg vil tro, at det kræver mere koordination med vandmolekyler at danne ionerne, end det kræver koordination i stoffet for fast form - men hæng mig ikke op på den!

3) K_Opl = [Ag⁺]²[S^2-]
Δ_RG^o = - RT ln(K) ⇒ K = exp( -Δ_RG^o/RT )

Husk enhederne skal passe! Ligger på omkring 8*10^-50

4) Opløseligheden må vel være koncentrationen af de enkelte ioner. Jeg er ikke 100 på det her dog, har aldrig brudt mig om begrebet. Men hvis det er tilfældet, og der er to gange sølv ioner per svovl, og de følger hinanden "i trop", så må der gælde at

K = [Ag²⁺][S^-] = 2*x *x = 2x²     ⇒ x = √(K/2)

I det tilfælde skulle det gerne give noget af ordenen 2*10^-25.

5) Fra opgave 2 viste vi at reaktionen er endoterm, og en reaktion vil ALTID forløbe i den endoterme retning, når temperaturen øges! Men jeg tror de vil have dig til at benytte at Δ_RG^o = Δ_RH^o - T*Δ_RS^o og bruge at

K = exp( -(Δ_RG^o)/RT ) = exp( -(Δ_RH^o - T*Δ_RS^o)/RT )

Og her kan du vise matematisk, at hvis du øger T, vil det øverste led af brøken blive mindre (indtil det når 0, hvorefter det vil ophæve minusfortegnet udenfor), mens det nedenunder brøken vil blive større, og alt i alt fås, at K vil stige.

6) Her må du selv lidt igang. Du skal benytte standardreduktionspotentialerne til at angive en ε^o-værdi for din rekation, og heraf benytte, at

Δ_RG^o = - nFε^o

hvor n er antallet af elektroner, der "overføres i reaktionen", F er Faradays konstant (96485 C/mol tror jeg nok). Læg mærke til at for at Δ_RG^o skal være negativ (kravet for spontanitet), så skal ε^o være positiv.

Phienix: hvordan ser de formler du har brugt i 1) helt præcist ud, så jeg ved det til en anden gang, altså hvilke værdier skal indsættes hvor og hvad står for hvad? :)

#2:

Δ_RG^o = Σ(Δ_fG^o(Produkter) ) - Σ(Δ_fG^o(Reaktanter) )

Samme måde mht. H, du udskifter blot G med H. Entropien ser liiidt anderledes ud mht. tegnene, men regnemåden er præcis den samme.

Δ_RS^o = ∑(S^o(Produkter) ) - Σ(S^o(Reaktanter) )

Jeg kan vise dig hvordan jeg har regnet gibbs energi for reaktionen, men fremgangsmåden er den samme i de andre tilfælde. Læg mærke til de stykiometriske koefficienter (2 Ag⁺ betyder at Δ_fG^o(Ag⁺) skal med to gange).

Δ_RG^o = 2·Δ_fG^o(Ag⁺_(aq)) + Δ_fG^o(S^2-_(aq)) - ( Δ_fG^o(Ag₂S_(s)) )
           = 2·77 kJ/mol + 86 kJ/mol - ( -40 kJ/mol )
           = 154 kJ/mol + 86 kJ/mol + 40 kJ/mol
           = 280 kJ/mol

Dette er egentlig blot noget, man vender sig til. Man skal dog være opmærksom på, at gibbs energier og entalpier som regel er angivet i kJ/mol, mens entropi er angivet i J/mol*K, altså en faktor 1000 til forskel mht. energi.

Okay, så lad mig lige se om jeg har forstået det rigtigt, hvis jeg f.eks har denne

ΔRG^o = Σ(ΔfGo(Produkter) ) - Σ(ΔfGo(Reaktanter) )

skal jeg indsætte

ΔRGo = Σ(ΔfGo(Produkter) ) - Σ(ΔfGo(Reaktanter) ) =280

Nej jeg ved stadig ikke hvilke tal jeg skal sætte ind her :s

Prøv at kigge på de forskellige led.

Δ_RG^o = ∑(Δ_fG^o(Produkter) ) - Σ(Δ_fG^o(Reaktanter) )
1. led                 2. led                           3. led

Så der står

1. led = 2. led - 3. led

Så lad os kigge på dem separat.

1. led: Δ_RG^o angiver din gibbs energi for reaktionen (derfor der står et lille R foran G). Den fortæller nogen om hvordan din reaktion forløber. For at regne denne for reaktionen skal du benytte nogle værdier fra de forskellige stoffer, som indgår i 2. og 3. led.

2. led: Her står der at du skal tage summen af alle dine Δ_fG^o for dine stoffer, som er produkter. Læg mærke til at der står et lille f foran G her, istedet for et R: det står for "formation", og disse værdier kan du slå op i enorme tabeller, men typisk er værdierne givet i opgaven, som her.

3. led: her står der præcis det samme: du skal tage summen af alle dine Δ_fG^o for dine stoffer, som er reaktanter.

Tusind tak! Vil det så se således ud: 

((-32)+(-40)+146)-(105+77+73+33+86+(-15))=285  for den første?

For H vil det se sådan her ud:

(2*105 + 33) - (-32) = 275

For G:

(2*77 + 86) - (-40) = 280

For S:

(2*73 - 15) - (146) = -15

Pas på ikke at bland alle tabelværdierne sammen :)

Årh okay, så forstår jeg det :)! Tusind tak for hjælpen :)

Den her forstår jeg heller ikke helt, Hvad står RT for? Og hvordan ved man hvilke værdier der gælder for 25 grader?

KOpl = [Ag+]2[S2-]

ΔRG^o = - RT ln(K) ⇒ K = exp( -ΔRG^o/RT )
 

Undskyld jeg er for vant til at folk kender udtrykkene godt.

Der står ikke RT, men R*T. Nok der, den første forvirring er. R er gaskonstanten og T er temperaturen (men på Kelvin-skalaen, ikke Celsius).

R = 8,314 J / mol*K

Hvis du har en temperatur i Celsius kan du omregne den til Kelvin ved at lægge 273 til. Så ved 25 grader C fås at

T = ( 25 + 273 ) K = 298 K

- - -

K_Opl er din ligevægtskonstant for opløsning af dit stof. Men der gælder også at

K_Opl = exp( -Δ_RG^o/ (R*T) )

hvor "exp(...)" betyder "e opløftet i (...)"

Tusind tak! Hmm lige endnu et spørgsmål, hvis jeg har oplysningerne ΔH°f (C6H5OH(s)) = -165 kJ/mol
ΔG°f (C6H5OH(s)) = -50 kJ/mol
 og reaktionen C6H5OH(s) + 11 H2O(g) → 14 H2(g) + 6 CO2(g) og skal beregne ΔH° og ΔG° for reaktionen, hvordan gør jeg så det når jeg kun har én oplysning for hver af dem?

Og hvordan finder man delta S med de givne oplysninger? :S