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化学の問題について質問です。 アンモニアの敷きは以下の式で表せる。 1/2N2+3/2...

kyn********さん

2015/12/222:26:39

化学の問題について質問です。
アンモニアの敷きは以下の式で表せる。
1/2N2+3/2H2⇔NH3
(1)アンモニア合成における自由エネルギー-ΔG^0を圧平衡定数で表せ。

(2)今、-ΔG^0=3.9kcalmol^-1としてkpを求めよ。

この問題を詳しく教えてください。
宜しくお願い致します。

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pla********さん

2015/12/509:58:08

元から丁寧にたどると長くなりますが、平衡であるならば
∑νiμi=0...(i)
が成立します。νi, μiはそれぞれ成分iの反応式係数、化学ポテンシャルです。そして化学ポテンシャルが
μi=μi°(T)+RTlnPi...(ii)
の形に書けます。Piは成分iの分圧です。理想気体についてμ°の中身を書き下すことも可能ですが省きます。
(ii)を(i)に代入すると
∑νiμi°+∑νiRTlnPi=ΔG°+RTln(Pi^νi)=ΔG°+RTlnKp=0...(iii)
これより
-ΔG°=RTlnKp...(iv)
です。(iv)よりあとは計算です。
ΔG°=-3.9x10^3 cal/mol=-1.632x10^4 J/mol
1.623x10^4=RTlnKp=8.314x298xlnKp
lnKp=6.587
Kp=726...(v)
となります。

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