Решение. Вычислим величину DG0 этой реакции

Вычислим величину D G ⁰ этой реакции. Величина ∆ H ⁰ _хр нам уже известна из термохимического уравнения реакции. Вычислим величину . Согласно уравнению (2.16) и уравнению химической реакции величину можно записать как:

Подставим стандартные энтропии участников реакции из таблицы 2.1:

∆ S_хр = 2× 143 + 2× 83 + 5× 205 - 4× 151 = 873 Дж.

Следовательно, величина DG⁰ равна:

D G ⁰ = ∆ H ⁰ – T ∆ S ⁰ = 50000 – 873∙ 298 = –210154 Дж.

Рассчитаем величину константы равновесия химической реакции при стандартных условиях, выразив её из уравнения (2.18):

,

.

Как видно из расчета, равновесие реакции разложения перхлората практически полностью сдвинуто вправо. Очевидно, что самопроизвольное разложение перхлората возможно в закрытой системе. Однако термодинамика ничего не говорит о том, с какой скоростью будет протекать реакция.

Найдем температуру T, при которой равновесие реакции разложения перхлората будет находиться примерно посередине между прямой и обратной реакциями. Этому будет соответствовать величина DG_{реакции} = 0, откуда следует, что величина константы равновесия равна единице (формула (2.18)). Примем, что величины DH ⁰ и DS ⁰ практически не изменяются с изменением температуры. Тогда будем иметь ∆ G ⁰ = ∆ H ⁰– T∆ S⁰ = 0 и .

Пример 4. Вычислите значения стандартных изобарных потенциалов обратимой реакции:

2NO_(г) + O_2(г) Á 2NO_2(г)

в температурном интервале 800–1100 К, через каждые 100 К, считая, что DH ⁰ и DS ⁰ не зависят от температуры. Постройте график ∆ G⁰ = f(T) и сделайте вывод о направлении смещения равновесия реакции при разных температурах.