質問: ギブス自由エネルギーについて 転移について こんばんわ。 友人とレポートを作成していたのですがお互い分らず今全く進展しておらず困っています。 方解石とアラレ石の結晶系で温度圧力を変化させるとどちら側に転移するかという問いです。ca=40 今25°C・1atmでのデータが与えられています。 標準生成ギブス自由エネルギーδg(kjmol^-1) 方解石 -128.76 アラレ石 -1127.71 標準生成エンタルピーδg(kjmol^-1) 方解石 -1206.87 アラレ石 -1207.04 標準モルエンタルピーs(jk^-1mol^-1) 方解石 92.88 アラレ石 88.70 モル低圧熱容量cp(jk^-1mol^-1) 方解石 81.88 アラレ石 81.25 密度ρ(gcm^-3) 方解石 2.710 アラレ石 2.930 問いには、 (1)25°C・1atmにおいて自発的にアラレ石に転移するかどうか? (2)温度を上げると、この転移(アラレ石への転移)は促進されるか抑制されるか? (3)圧力を上げるとこの転移は促進されるか抑制されるか? (4)25°Cでこの転移を自発的にするぎりぎりの圧力はいくらか? すべて根拠も示せ。 友人と考えた結果、 (1)はδg=δh-tδs を用いると方解石の方がアラレ石よりもgが小さいのでアラレ石へ転移しないとしました。 (2)は等圧変化なので δs=cplog(t2/t1) {(t2/t1)温度が何倍になったか} を用いると、δg=δh-tδsより方解石の方がアラレ石よりもgが小さいのでアラレ石へ転移しないとしました。 (3)は等温変化であるとしか分からず、全く解くことが出来ませんでした。 (4)もまた分かりませんでした。 (1)(2)も合っているのか不安なので、(1)~(4)について教えて頂きたいと思い投稿しました。 是非ともよろしくお願いします。
回答: 2)~4)は、自信がありませんが、覚えている範囲で。 1)等温等圧では、gを比較し、gが小さい方に向かって反応が進むと思います。 2)昇温等圧では、同じ温度上昇でも定圧比熱が大きい方がhが大きくなります。また、sが大きいほどtsが大きくなります。g≡h-tsと、これらの検討結果から、温度上昇によるgの変化がどうなるかを調べればよいのではないでしょうか。 3)圧力が大きくなる場合は、密度を比較して、密度が大きい方(同じ質量で、体積が小さい方)に反応が進むのではないでしょうか。等温変化の場合、uやtsの項は影響がなく、pvで判断。 4)等温変化なので、pv=tsのとき、平衡状態になり、温度、密度、エントロピーを代入して算出。