งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

พลังงานอิสระ (Free energy) เงื่อนไขของการเกิดได้เองและสภาวะสมดุล จาก 2 nd law :  S tot O  S +  S surr O.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "พลังงานอิสระ (Free energy) เงื่อนไขของการเกิดได้เองและสภาวะสมดุล จาก 2 nd law :  S tot O  S +  S surr O."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1

2 พลังงานอิสระ (Free energy) เงื่อนไขของการเกิดได้เองและสภาวะสมดุล จาก 2 nd law :  S tot O  S +  S surr O

3 หรือ dS - dS surr

4 เครื่องหมาย = TdS Dq rev reversible process (equilibrium) เครื่องหมาย > irreversible process Isolated system: q rev = O; dS = O เสมอ

5 Closed system: อุณหภูมิ & ความดันคงที่ อุณหภูมิ & ปริมาตรคงที่

6 จาก 1 st law : dU = Dq + DW 1. การเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิ และปริมาตรคงที่ Dq = dU - DW Dq = dU + PdV

7 ปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เอง เมื่อ TdS Dq rev จะได ้ TdS dU + PdV หรือ dU + PdV - TdS O

8 เมื่อ V คงที่ dV = O ; PdV = O T คงที่ TdS = d(TS) = TdS + SdT จะได้ความสัมพันธ์ใหม่คือ dU - d(TS) O d(U-TS) O dU + PdV - TdS O

9 d(U-TS) O A = U - TS กำหนดฟังก์ชัน A: dA = O ปฏิกิริยาเกิดแบบย้อนกลับได้ dA < O ปฏิกิริยาเกิดแต่ย้อนกลับไม่ได้

10 เมื่อ A = Helmholtz’ Free Energy เป็นฟังก์ชันสภาวะ เมื่อ T,V คงที่ : dA O

11 2. การเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิ และความดันคงที่ เมื่อ P คงที่ dU + PdV - TdS O ???

12 P คงที่ : PdV = d(PV) = PdV + VdP T คงที่ : TdS = d(TS) = TdS + SdT dU + d(PV) - d(TS) O d(U + PV - TS) O d(H - TS) O

13 G = H - TS กำหนดฟังก์ชัน G: dG = O ปฏิกิริยาเกิดแบบย้อนกลับได้ dG < O ปฏิกิริยาเกิดแต่ย้อนกลับไม่ได้

14 เมื่อ G = Gibbs’ Free Energy เป็นฟังก์ชันสภาวะ เมื่อ T,P คงที่ : dG O

15 Josiah Willard Gibbs ( )

16 “ สรุป “ dG = O ปฏิกิริยาเกิดแบบย้อนกลับได้ Reversible Process (equilibrium) dG < O ปฏิกิริยาเกิดแต่ย้อนกลับไม่ได้ Spontaneous Irreversible dG > O ปฏิกิริยาไม่เกิด หรือเกิดในทิศทางย้อนกลับ

17 พิจารณาสมการ a A + b B ฎ c C + d D การหา ค่า  G หาได้จากค่า  G o f  G o f = Gibbs’s free energy of formation  G o =  (  p (  G o f ) P ) -  (  R (  G o f ) R ) RP

18 Thermochemical Data All data refer to K and 1 bar pressure. Units of  H o and  G o are kJ mol -1 ; Units of S o and C p are J K -1 mol -1.

19 Compound  H o  G o S o C p C (graphite) C (diamond) CO (g) CO 2 (g) CH 4 (g)

20 Compound  H o  G o S o C p Br 2 (l) Br 2 (g) H 2 O (l) H 2 O (g) H 2 O (s) ?? ?? ?? ??

21 ความหมาย ของ พลังงานอิสระ : จากกฎข้อที่ 1: W = W’ + W PV งานในรูปอื่น ๆ เช่น งานไฟฟ้า ที่ไม่ใช่งานการเปลี่ยนแปลงปริมาตร

22  U = q + W = q + W’ + W PV  U = q + W’ - PdV  U = q + W’ - P  V ( ที่ความดันคงที่ )

23 จาก  G =  H - T  S ที่อุณหภูมิคงที่ = (  U + P  V) - T  S ที่ความดันคงที่ = q + W’ - P  V + PV PV - TSTS = TS TS + W’ - TSTS ดังนั้น :  G = W’

24 ความสัมพันธ์ระหว่าง A กับ G A = U - TS G = H - TS = U + PV - TS G = A + PV H = U + PV

25 การหาค่า  G จาก  H และ  S จาก G G = H H -   S)S) ที่อุณหภูมิคงที่ :  G =  H - T  S Standard State :  G 0 =  H 0 - T  S 0

26 1. ถ้า  H < O ( คายความร้อน ) - และ  S > O (S เพิ่มขึ้น ) + +  G < O เสมอ ปฏิกิริย า เกิดขึ้น ได้เอง  G 0 =  H 0 - T  S 0

27 2. ถ้า  H > O ( ดูดความร้อน ) + และ  S < O (S ลดลง ) + -  G > O เสมอ ปฏิกิริย า เกิดขึ้น ไม่ได้ A + B ฎ C + D แต่จะเกิดในทิศทางย้อนกลับ  G 0 =  H 0 - T  S 0 A + B ฌ C + D

28 3. ถ้า  H > O ( ดูดความร้อน ) + และ  S > O (S เพิ่มขึ้น ) + +  G < O เมื่อ T  S >  H  G 0 =  H 0 - T  S 0 T >  H SS

29 4. ถ้า  H < O ( คายความร้อน ) - และ  S < O (S ลดลง ) + -  G < O เมื่อ T  S <  H  G 0 =  H 0 - T  S 0 T <  H SS

30 5. ถ้า H = TS G = O นั่นคือระบบอยู่ใน สภาวะสมดุล

31 Given that  G o for the hydrolysis of ATP to ADP and phosphate is kJ.mol -1 and  G o for the hydrollysis of ADP to AMP and phosphate is kJ.mol -1. What is the  G o for the process below: ATP + AMP ฎ 2 ADP under these conditions? (0.6 kJ-mol -1 ) Ex 1.

32 2. At 310 K, the  G o for ATP hydrolysis is kJ.mol -1. Calorimetric measurements give  H o = kJ.mol -1. What is the Value of  S o for this process? (33.5 J K -1 mol -1 )

33 H 2 O + ATP 4- ฎ ADP 3- + HPO H + Chemical Standard State Solutes : ATP 4-, ADP 3-, P i, H + ต่างก็มีความเข้มข้น 1 M แต่กรณี [H + ] = 1 Molar pH = O

34 Biochemical Standard State pH = 7 ATP 4-, ADP 3+, P i 1 M (neutrality) H M pH = 7

35  G o ของระบบทาง Biological System ใช้  G o’

36 Bioenergetics การศึกษาการเปลี่ยนแปลงพลังงาน ใน living system เช่น “ Glycolysis” ซึ่งเป็น biochemical reaction ที่สำคัญกระบวนการหนึ่ง

37 สำหรับปฏิกิริยา A + B ฎ C+ xH + Standard State คือ [A] = [B] = [C] = 1 M และ [H + ] = M

38 ความสัมพันธ์ระหว่าง  G o และ  G o’ คือ  G o’ =  G o + RT ln [H + ] x =  G o + xRT ln [H + ] =  G o + xRT ln (10 -7 ) ถ้า x = 1 ; ที่ K จะได้  G o’ =  G o kJ

39 แสดงว่า ในปฏิกิริยาที่ผลิต H + ;  G o’ จะมีค่าน้อยกว่า  G o นั่นคือ ปฏิกิริยาที่เกิดที่ pH = 7 จะเกิดได้ ดีกว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่ pH = O  G o’ =  G o kJ สำหรับปฏิกิริยา A + B ฎ C+ xH +


ดาวน์โหลด ppt พลังงานอิสระ (Free energy) เงื่อนไขของการเกิดได้เองและสภาวะสมดุล จาก 2 nd law :  S tot O  S +  S surr O.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google