自由能變和標(biāo)準(zhǔn)自由能變-資料下載頁
2025-08-11 16:26本頁面
【導(dǎo)讀】一個反應(yīng)或一個過程的自發(fā)性?！鱃＝△Gθ＋RTlnQ，△Gθ＝－RTlnK，當(dāng)達(dá)到平衡時，其標(biāo)志是△G＝0，而不是△Gθ＝0(△Gθ＝0，時，Q≠1，RTlnQ≠0，即△G≠△Gθ。這時，△G與△Gθ才無區(qū)別。情況下進(jìn)行,離開了這兩種特殊情況而使用△Gθ顯然是不合適的?？梢姟鱃的值和符號，全取決于Q與K的值。顯然，Q＝＝1<<1037<K或Q<<K。下，其標(biāo)準(zhǔn)電動勢Eθ仍大于0，△Gθ仍小于0)。向以外，其它狀態(tài)都必須使用△G去判斷。換句話說，起始分壓或濃度可以確定△G的大小和符號，表明在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,即和均為1mol·L－1時，行到固液相達(dá)到平衡，亦即離子濃度積減小到等于Ksp時為止。將引起自發(fā)的溶解,直到建立新的固液平衡，△G＝0為止?！鱃θ的正值較小，則亦容易在判別上帶來錯誤。程度上不發(fā)生的量度。此作為參考界限。當(dāng)△Gθ<40kJ·mol－1和△Gθ>40kJ·mol－1或。較大之故，此時，就應(yīng)該用△G去判別反應(yīng)的自發(fā)性。則焓變項和熵變項對自由能變化分別作出相反的貢獻(xiàn)。
【正文】 ＋ H2S(aq) 耦合的結(jié)果 △ rGmθ(② )＝ kJmol－ 1 0 這里是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) ， 即 [H＋ ]＝ [Zn2＋ ]＝ [H2S]＝ 1 molL－ 1時 ，反應(yīng)是非自發(fā)的 。 ① ② 但在起始時 ， Zn2＋ 、 S2－ 、 H2S都不可能為 1 molL－ 1。 事實 上 , [Zn2＋ ]＝ Ksp ＝ ( 10－ 25) ＝ 10－ 13 molL－ 1， 于是 ， [S2－ ]＝ [Zn2＋ ]＝ 10－ 13。 假定使用了 3 molL－ 1HCl， [H＋ ]＝ 3 molL－ 1， 設(shè)開始時[H2S]＝ 10－ 13， (這是可以理解的 ， 原來溶液中有 10－ 13 molL－ 1 S2－ ， 加入大量 HCl， 馬上使全部 S2－ 變成了 H2S， 即 S2－完全轉(zhuǎn)變成了 H2S)。 △ rGm(始 )＝ △ rGmθ＋ RTlnQ(始 ) ＝ ＋ 10－ 3 ln( 10－ 13)2/32 ＝－ kJmol－ 1 故 ZnS沉淀遇到了 3 molL－ 1的 HCl會發(fā)生溶解 。 1/2 1/2 再看 CuS： CuS(s) Cu2＋ (aq)＋ S2－ (aq) 當(dāng)加入酸后 ， 耦合的結(jié)果 : CuS(s)＋ 2H＋ (aq)＝ Cu2＋ (aq)＋ H2S(aq) 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時 : △ rGmθ＝ 118 kJmol－ 1， Ksp＝ 10－ 36 但在起始時 : [Cu2＋ ]＝ [S2－ ]＝ ( 10－ 36) ＝ 10－ 18 也假定加入酸全部 S2－ 轉(zhuǎn)變成了 H2S [H2S]＝ 10－ 18 仍設(shè) [H＋ ]＝ 3 molL－ 1 △ rGm(始 )＝ △ rGmθ＋ RTlnQ(始 ) ＝ 118＋ 10－ 3 ln( 10－ 18)2/32 ＝－ kJmol－ 1 故 CuS沉淀遇到了 3 molL－ 1 HCl也會自發(fā)發(fā)生溶解 。 從表面上 ， 這個結(jié)果似乎同無機(jī)化學(xué)上說的相矛盾 ， 無機(jī)化學(xué)以及定性分析都認(rèn)為 ZnS能溶于稀 HCl， 而 CuS則不能 ， 是不是矛盾 ？ 1/2 我們應(yīng)該了解無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的習(xí)慣 ， 是當(dāng)溶解得到的[Mn＋ ]≥10－ 2 molL－ 1時 ， 才認(rèn)為該沉淀是溶解了 。 此處的 △ rGm只表示剛開始的瞬間的反應(yīng)趨勢 ， 而不表示反應(yīng)進(jìn)行的程度 ， 所以要判斷某沉淀在指定條件下是否能溶解 ， 還需要計算反應(yīng)達(dá)到平衡時離子的濃度是否 ≥ 10－ 2 molL－ 1。 根據(jù) △ rGmθ＝－ RTlnK平 ＝－ RTln ＝ kJmol－ 1 設(shè) [Zn2＋ ]＝ [H2S]， [H＋ ]＝ 3， 解出 [Zn2＋ ]＝ 10－ 2， 故認(rèn)為 ZnS溶解了 。 而對 CuS，仍設(shè) [Cu2＋ ]＝ [H2S]， [H＋ ]＝ 3， △ rGmθ＝ 118 kJmol－ 1 ＝－ RTln 解出 [Cu2＋ ]＝ 10－ 10 故認(rèn)為 CuS不溶解 。 但實際上 ， 原始 [Cu2＋ ]＝ 10－ 18 molL－ 1， 現(xiàn)在變?yōu)?10－ 10 molL－ 1 ， 實際上已溶解了 ， 濃度增加了 107倍 。 所以 , 根據(jù)溶解反應(yīng)達(dá)平衡時離子濃度的數(shù)值 , 可以看到 , 通過反應(yīng)的耦合 ,都促進(jìn)了 ZnS和 CuS的溶解。但按照無機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)的習(xí)慣標(biāo)準(zhǔn) , 認(rèn)為 ZnS能溶于 3molL－ 1 HCl, 而 CuS則不溶。 [Zn2＋ ][H2S] [H＋ ]2 [Cu2＋ ][H2S] [H＋ ]2
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