งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

ความสัมพันธ์ระหว่าง  G กับ อุณหภูมิ จากสมการ : และจาก G = H-TS ; - S = G-H T จะได้

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "ความสัมพันธ์ระหว่าง  G กับ อุณหภูมิ จากสมการ : และจาก G = H-TS ; - S = G-H T จะได้"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1

2 ความสัมพันธ์ระหว่าง  G กับ อุณหภูมิ จากสมการ : และจาก G = H-TS ; - S = G-H T จะได้

3 สมการพื้นฐานทางเทอร์โมไดนามิกส์ กฎข้อที่ 1 :  U = q + W หรือ d U = Dq + DW dU = TdS - PdV... (1) นิยาม H = U + PV dH = dU + d(PV) = (TdS - PdV) + (PdV + VdP) dH = TdS + VdP...(2)

4 นิยาม A = U - TS dA = dU - d(TS) dA = - PdV - SdT.... (3) นิยาม G = H - TS dG = dH - d(TS) dG = VdP - SdT... (4)

5 dU dU = TdS TdS - PdVPdV U = U (V,S) dH = TdS + VdPVdP H = H (P,S) dA dA = - PdV PdV - SdTSdT A = A (V,T) dG dG = VdP VdP - SdTSdT G = G (P,T)

6 รูปแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง G, H กับ T เมื่อ P คงที่ G = H slope = CPCP = - S G T ฎ TS H

7 ข้อสังเกต : ความชันของ H เป็นบวก เนื่องจาก ซึ่งมีค่าเป็นบวกเสมอ ความชันของ G เป็นลบ เนื่องจาก และค่า S เป็นบวกเสมอ

8 energy change slope = CPCP = - SS HH GG T (K) ฎ

9 การเกิดสภาวะสมดุลในปฏิกิริยาเคมี มีลักษณะเป็น ไดนามิกส์ คือ อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า เท่ากับ อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ สมดุลเคมีสำหรับปฏิกิริยาเคมี A + B C + D k k’ อัตราการเกิดปฏิกิริยาไปข้างหน้า = k[A][B] อัตราการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับ = k’[C][D]

10 เมื่อ k และ k’ เป็นค่าคงที่อัตราของการเกิดปฏิกิริยา ไปข้างหน้า และย้อนกลับตามลำดับ [A], [B], [C] และ [D] คือความเข้มข้นของสาร A, B, C และ D ตามลำดับ ที่สมดุล จะได้ k[A][B] = k’[C][D] เมื่อ K คือ ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา (chemical equilibrium constant)

11 จากสมการ dG = VdP - SdT เมื่ออุณหภูมิคงที่ (dT = O) : dG = VdP ความสัมพันธ์ระหว่าง  G กับความดัน

12 for Solid & Liquid V ไม่เป็นฟังก์ชันกับ P  G = V(P 2 - P 1 ) หรือ  G = G(T,P) - G O (T) = V( P 2 - P 1 ) G(T,P) = G O (T) - V( P 2 - 1) หรือ G(T,P) G O (T) เมื่อ P 2 P 1 = 1 atm

13 for ideal gas : PV = nRTnRT

14 เมื่อ k และ k’ เป็นค่าคงที่อัตราของการเกิดปฏิกิริยา ไปข้างหน้า และย้อนกลับตามลำดับ [A], [B], [C] และ [D] คือความเข้มข้นของสาร A, B, C และ D ตามลำดับ ที่สมดุล จะได้ k[A][B] = k’[C][D] เมื่อ K คือ ค่าคงที่สมดุลของปฏิกิริยา (chemical equilibrium constant)

15 Chemical Equilibrium ความสัมพันธ์ระหว่าง  G o กับค่า Equilibrium Constant (K) จากสมการ ถ้าพิจารณาปฏิกิริยา aA + bB cC + dD โดยที่ A,B,C,D, เป็นแก๊ส

16 จะได้

17  G -  G o = RT ln (P C /P C o ) c (P D /P o D ) d (P A /P o A ) a (P B /P o B ) b  G =  G o + RT ln Q Q = reaction quotient = activity of products activity of reactants

18 ที่ equilibrium:  G = O  G o = - RT ln (P C /P C o ) c (P D /P D o ) d (P A /P A o ) a (P B /P B o ) b  G o = - RT ln K P KP KP คือ ค่าคงที่สมดุล (equilibrium constant)

19 กรณีที่สารเป็นสารละลาย K = [C] c [D] d [A] a [B] b โดยที่ [C] o = 1 M [D] o = 1 M [A] o = 1 M [B] o = 1 M โดยที่ [C] o = 1 M [D] o = 1 M [A] o = 1 M [B] o = 1 M ([C]/[C] o ) c ([D]/[D] o ) d ([A]/[A] o ) a ([B]/[B] o ) b =

20 Chemical Potential ศักย์เคมี  Molar Gibbs’ Free Energy G =

21 ในกรณีของของผสม ( แก๊สสมบูรณ์แบบ ) ค่า chemical potential (  ) ของ component i คือ  i = G i = G i o (T) + RTln P i เมื่อ G i o คือ standard chemical potential ของ component i P i คือ ความดันย่อย (partial pressure)

22 จากความสัมพันธ์ : P i = x i P (Dalton’s Law) จะได้ G i = G i o (T) + RTln P + RTlnx i เป็นค่า chemical potential ของ pure component i ที่ความดันเท่ากับ P เมื่อ P = ความดันรวม (total pressure)

23 จาก G i = G i o (T) + RTln P + RTlnx i เมื่อ x i = 1 จะได้ G i = G i o (T) + RTln P + RT (ln 1) = G i pure (T,P)

24 จาก G i = G i pure (T,P) + RT lnx i ดังนั้น สำหรับตัวทำละลาย (solvent) : (1) G 1 = G 1 pure (T,P) + RT lnx 1 สำหรับตัวถูกละลาย (solute) : (2) G 2 = G 2 pure (T,P) + RT lnx 2

25 หรืออาจเขียนอยู่ในรูปของ molality (m) หรือ molarity (M) แทน mole fraction (x) ได้ เช่น G 2 = G 2 pure (T,P) + RT ln m 2 ในกรณีของ non- ideal solution Lewis เสนอให้ใช้ เทอม activity (a) แทน ความเข้มข้น

26 โดยที่ G 2 = G 2 pure (T,P) + RT ln a 2 สารที่มีพฤติกรรมคล้าย ideal solution มี ค่า  ฎ 1 สารที่มีพฤติกรรมคล้าย ideal solution มี ค่า  ฎ 1

27 Fugacity and Activity ideal gas Pressure (P) real gas Fugacity ( f ) ideal solution Concentration (C) real solution Activity (a) P

28 Mole fraction: จำนวนโม ลของสารต่อจำนวน โมล ทั้งหมดในสารละลาย ( ไม่มีหน่วย ) Molality: จำนวนโมลของสารในตัวทำละลาย 1000 g ( หน่วยเป็น Molal) Molarity: จำนวนโมลของสารในสารละลาย 1000 cm 3 ( หน่วยเป็น Molar)

29 Real gas: d  = RT ln f = RT ln (  P) เมื่อ  = f คือ สัมประสิทธ์ของฟูกาซิตี P (fugacity coefficient) สำหรับ ideal gas : f = P กรณีที่ real gas มีความดันน้อยมากๆ จะมีพฤติกรรมแบบ ideal gas นั่นคือ หรื อ

30 ในกรณี ideal gas: V id = RT P ในกรณี real gas: V = RT P จากสมการ d  = V dP เมื่อ T คงที่ กรณี ideal gas : d  id = V id dPdP d  - d  id = (V - V id ) dP

31 d(  -  id ) = (V - V id )dP ถ้าอินติเกรด จาก P’ ฎ P จะได้ (  -  id ) - (  ’ -  ’ id ) = ( V - V id )dP ถ้า P ’ ฎ 0:  ’ =  ’ id ;  ’ -  ’ id = 0 (  -  id ) = (V - V id )dP

32 ที่ P = 1 atm: หรือ

33 เทอม หาได้จากพื้นที่ใต้ curve ของ กราฟระหว่าง กับ P P ฎ ฏ P

34 จากความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ เมื่อ 1/T = M และ G = N

35 แทนค่า G = H-TS และ

36 สมการกิบบส์ - เฮล์มโฮลตซ์ (Gibbs-Helmholtz’ equation) สามารถเขียน อยู่ในรูปของ การเปลี่ยนแปลง ฟังก์ชันได้ดังนี้

37 ความสัมพันธ์ของค่า  G o, K กับอุณหภูมิ จาก  G o = - RT ln K P

38 แทนค่า สมการกิบบส์ - เฮล์มโฮลตซ์ : (Gibbs-Helmholtz’ equation)

39 lnK 1/T ฏ slope =

40 เมื่ออุณหภูมิ ( T ) ของระบบเปลี่ยนแปลง ค่า K จะเปลี่ยนแปลงแบบใด ขึ้นอยู่กับชนิดของ ปฏิกิริยา ( คือ ขึ้นกับเครื่องหมายของค่า  H ) lnK 1/T ฏ slope เป็นบวก แสดงว่า เมื่อ อุณหภูมิ เพิ่มขึ้น ค่า K P ลดลง slope =


ดาวน์โหลด ppt ความสัมพันธ์ระหว่าง  G กับ อุณหภูมิ จากสมการ : และจาก G = H-TS ; - S = G-H T จะได้

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google