LEMNISCATA
Matemàtiques
La formación de amoníac a partir de nitrògen i hidrogen es pot descriure mitjançant la reacció:
$$\text{N}_2 (g) + 3 \text{H}_2 (g) \rightarrow 2 \text{NH}_3 (g)$$
Ens han donat els valors de:
Per determinar si la reacció és espontània a $25^\circ C$, fem servir l’equació de Gibbs:
$$\Delta G = \Delta H – T \Delta S$$
On:
Substituint els valors a l’equació:
$$\Delta G = -92.2 \, \text{kJ} – 298 \, \text{K} \cdot (-0.2 \, \text{kJ/K})$$
Ara calculem $\Delta G$.
Sembla que no puc fer anàlisis avançades en aquest moment. Si us plau, intenta-ho de nou més tard. No obstant això, puc guiar-te perquè facis el càlcul manualment:
Substituint els valors:
$$\Delta G = -92.2 \, \text{kJ} – 298 \, \text{K} \times (-0.2 \, \text{kJ/K}) = -92.2 \, \text{kJ} + 59.6 \, \text{kJ}$$
Per tant:
$$\Delta G = -32.6 \, \text{kJ}$$
A (25^\circ C), la (\Delta G) és negativa, el que indica que la reacció és espontània.
Per trobar la temperatura a partir de la qual la reacció deixa de ser espontània, hem de trobar el punt on $\Delta G = 0$:
$$0 = \Delta H – T \Delta S$$
Rearranjant per trobar $T$:
$$T = \frac{\Delta H}{\Delta S}$$
Per calcular la temperatura a la qual la reacció deixa de ser espontània $\Delta G = 0$, fem servir l’equació:
$$T = \frac{\Delta H}{\Delta S}$$
On:
Substituint els valors:
$$T = \frac{-92.2}{-0.2} = 461 \, \text{K}$$
Això significa que, per sobre de $461$ K (equivalent a (188^\circ C)), la reacció de formació d’amoníac deixa de ser espontània.