ΔG 계산. CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)

ΔG 계산. CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)

5.0 atm CO(g)와 3.0 atm H2(g)가 반응하여

액체 메탄올을 만들 때,

25℃에서 위 반응은 자발적인가?

> ΔG°_f(CH3OH,l) = –166 kJ/mol

> ΔG°_f(CO,g) = –137 kJ/mol

---------------------------------------------------

ΔG° = (–166) – (–137)

= –29 kJ/mol

= –29000 J/mol

( 참고 https://ywpop.tistory.com/7393 )

PV = nRT 로부터,

M = n / V = P / RT 이므로,

[CO] = (5.0) / (0.08206 × (273.15 + 25))

= 0.20 M

[H2] = (3.0) / (0.08206 × (273.15 + 25))

= 0.12 M

CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)

K = [CH3OH] / [CO] [H2]^2

[CH3OH] = 1 이므로,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/3760 )

K = 1 / [CO] [H2]^2

평형 상태가 아닐 때,

K = Q = 1 / [CO] [H2]^2

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10539 )

= 1 / (0.20 × 0.12^2)

= 347.2222

ΔG = ΔG° + RT lnQ

( 참고 https://ywpop.tistory.com/10336 )

= (–29000 J/mol) + (8.314 J/mol•K) (273.15 + 25 K) ln(347.2222)

= (–29000) + (8.314) (273.15 + 25) ln(347.2222)

= –14499 J/mol

= –14.5 kJ/mol

답: ΔG < 0 이므로,

자발적이다.

[참고] 기체상수, R

( 참고 https://ywpop.tistory.com/1988 )

> 기체 압력, 부피 관련 계산 시,

R = 0.08206 atm•L / mol•K

> 기체 에너지(J) 관련 계산 시,

R = 8.314 J / mol•K

[키워드] 액체 메탄올 ΔG 계산 기준, CH3OH(l) ΔG 계산 기준