Энтальпия образования аммиака в водном растворе

[abramchyk556]

Зависит ли энтальпия образования аммиака в водном растворе от его концентрации в растворе? Чему равна энтальпия образования аммиака (стандартная) в 25%-ном водном растворе?

[yatcheh]

В 25.10.2024 в 14:37, abramchyk556 сказал:

Зависит ли энтальпия образования аммиака в водном растворе от его концентрации в растворе? Чему равна энтальпия образования аммиака (стандартная) в 25%-ном водном растворе?

 

Конечно зависит. В энтальпию образования включается и энтальпия растворения. Максимальной она будет при бесконечном разбавлении. 

А энтальпию образования 25%-го аммиака вы можете сами вычислить - прибавив к стандартной энтальпии теплоту растворения, которую можно почерпнуть в справочнике Никольского.

Это будет изрядная прибавка. Жидкий аммиак с водой реагирует взрывообразно.

[abramchyk556]

В 25.10.2024 в 21:44, yatcheh сказал:

 

Конечно зависит. В энтальпию образования включается и энтальпия растворения. Максимальной она будет при бесконечном разбавлении. 

А энтальпию образования 25%-го аммиака вы можете сами вычислить - прибавив к стандартной энтальпии теплоту растворения, которую можно почерпнуть в справочнике Никольского.

Это будет изрядная прибавка. Жидкий аммиак с водой реагирует взрывообразно.

Спасибо Вам за ответ. Есть ещё один вопрос, как мне правильно рассчитать энергию Гиббса аммиака в водном растворе (25 % при стандартных условиях)? Мне очень нужно прямо расчёт. Есть энергия Гиббса газа аммиака при стандартных условиях. Она равна -16.7 кДж/моль

[abramchyk556]

В 25.10.2024 в 21:44, yatcheh сказал:

 

Конечно зависит. В энтальпию образования включается и энтальпия растворения. Максимальной она будет при бесконечном разбавлении. 

А энтальпию образования 25%-го аммиака вы можете сами вычислить - прибавив к стандартной энтальпии теплоту растворения, которую можно почерпнуть в справочнике Никольского.

Это будет изрядная прибавка. Жидкий аммиак с водой реагирует взрывообразно.

Там нет теплоты растворения. Есть теплота растворения 33.6 кДж на 1 моль аммиака

[yatcheh]

В 27.10.2024 в 00:06, abramchyk556 сказал:

Спасибо Вам за ответ. Есть ещё один вопрос, как мне правильно рассчитать энергию Гиббса аммиака в водном растворе (25 % при стандартных условиях)? Мне очень нужно прямо расчёт. Есть энергия Гиббса газа аммиака при стандартных условиях. Она равна -16.7 кДж/моль

-33.6 кДж/моль - это для бесконечного разбавления.

Можно взять число для 22%-го раствора - это -100 кДж/л 

Плотность раствора 0.9, значит это 100 кДж на 900*0.22 = 198 г аммиака, или 11.65 моль

Значит имеем прибавку к энтальпии образования газа, равную -100/11.65 = -8.58 кДж/моль

Для 25%-го она будет чуть меньше, скажем 8.5

Итого, энтальпия образования аммиака в 25% водном растворе составит -25.2 кДж/моль

[abramchyk556]

В 27.10.2024 в 13:09, yatcheh сказал:

-33.6 кДж/моль - это для бесконечного разбавления.

Можно взять число для 22%-го раствора - это -100 кДж/л 

Плотность раствора 0.9, значит это 100 кДж на 900*0.22 = 198 г аммиака, или 11.65 моль

Значит имеем прибавку к энтальпии образования газа, равную -100/11.65 = -8.58 кДж/моль

Для 25%-го она будет чуть меньше, скажем 8.5

Итого, энтальпия образования аммиака в 25% водном растворе составит -25.2 кДж/моль

Ну это хорошо. А искомую энергию Гиббса как рассчитать?

[yatcheh]

В 27.10.2024 в 14:08, abramchyk556 сказал:

Ну это хорошо. А искомую энергию Гиббса как рассчитать?

 

Так вам энергия Гиббса нужна была изначально? Зачем тогда с энтальпиями заморачиваться?

Так-то, она (энергия Гиббса) вычисляется без привлечения значений энтальпии/энтропии, исходя из зависимости давления аммиака над раствором от температуры. Посредством уравнения ΔG = -RT*ln(Kp).

Т.е. берём давление при температуре Т, нормируем его, скажем, атмосферным давлением (делим на атмосферное), получаем безразмерную величину Kp, логарифмируем её, умножаем на RT и получаем энергию Гиббса с обратным знаком.\

 

А учитывая то, что давление аммиака над 25%-м раствором примерно равно атмосферному, тут и считать ничего не надо - ноль будет.

 

Это - энергия Гиббса растворения аммиака. Энергия Гиббса образования аммиака в водном растворе 25%, соответственно, равна энергии Гиббса образования газообразного аммиака (т.к. ЭГ растворения - нулевая). Наконец, ЭГ образования 25%-ого раствора аммиака из азота, водорода и кислорода будет равна сумме ЭГ образования 1 моль газообразного аммиака и ЭГ образования соответствующего количества воды. 

Для иных концентраций и нормирующих давлений требуется учитывать ЭГ растворения.

 

Изменено 27 Октября, 2024 в 18:04 пользователем yatcheh

[abramchyk556]

В 27.10.2024 в 20:51, yatcheh сказал:

 

Так вам энергия Гиббса нужна была изначально? Зачем тогда с энтальпиями заморачиваться?

Так-то, она (энергия Гиббса) вычисляется без привлечения значений энтальпии/энтропии, исходя из зависимости давления аммиака над раствором от температуры. Посредством уравнения ΔG = -RT*ln(Kp).

Т.е. берём давление при температуре Т, нормируем его, скажем, атмосферным давлением (делим на атмосферное), получаем безразмерную величину Kp, логарифмируем её, умножаем на RT и получаем энергию Гиббса с обратным знаком.\

 

А учитывая то, что давление аммиака над 25%-м раствором примерно равно атмосферному, тут и считать ничего не надо - ноль будет.

 

Это - энергия Гиббса растворения аммиака. Энергия Гиббса образования аммиака в водном растворе 25%, соответственно, равна энергии Гиббса образования газообразного аммиака (т.к. ЭГ растворения - нулевая). Наконец, ЭГ образования 25%-ого раствора аммиака из азота, водорода и кислорода будет равна сумме ЭГ образования 1 моль газообразного аммиака и ЭГ образования соответствующего количества воды. 

Для иных концентраций и нормирующих давлений требуется учитывать ЭГ растворения.

 

Давление пара над раствором аммиака?

[abramchyk556]

В 27.10.2024 в 20:51, yatcheh сказал:

 

Так вам энергия Гиббса нужна была изначально? Зачем тогда с энтальпиями заморачиваться?

Так-то, она (энергия Гиббса) вычисляется без привлечения значений энтальпии/энтропии, исходя из зависимости давления аммиака над раствором от температуры. Посредством уравнения ΔG = -RT*ln(Kp).

Т.е. берём давление при температуре Т, нормируем его, скажем, атмосферным давлением (делим на атмосферное), получаем безразмерную величину Kp, логарифмируем её, умножаем на RT и получаем энергию Гиббса с обратным знаком.\

 

А учитывая то, что давление аммиака над 25%-м раствором примерно равно атмосферному, тут и считать ничего не надо - ноль будет.

 

Это - энергия Гиббса растворения аммиака. Энергия Гиббса образования аммиака в водном растворе 25%, соответственно, равна энергии Гиббса образования газообразного аммиака (т.к. ЭГ растворения - нулевая). Наконец, ЭГ образования 25%-ого раствора аммиака из азота, водорода и кислорода будет равна сумме ЭГ образования 1 моль газообразного аммиака и ЭГ образования соответствующего количества воды. 

Для иных концентраций и нормирующих давлений требуется учитывать ЭГ растворения.

 

То есть если стандартная энергия Гиббса образования газообразного аммиака равна -16.7 кДж/моль, а стандартная энергия Гиббса образования воды равна -237,3 кДж на моль и в 25процентном аммиаке на 1 моль аммиака приходится 2.78 моль воды, то стандартная энергия Гиббса образования 25 процентного раствора аммиака в данном случае равна -16.7+2.78*(-273.3)=-677.31 Дж?

[yatcheh]

В 29.10.2024 в 21:39, abramchyk556 сказал:

Давление пара над раствором аммиака?

Давление аммиака над раствором

В 30.10.2024 в 00:15, abramchyk556 сказал:

То есть если стандартная энергия Гиббса образования газообразного аммиака равна -16.7 кДж/моль, а стандартная энергия Гиббса образования воды равна -237,3 кДж на моль и в 25процентном аммиаке на 1 моль аммиака приходится 2.78 моль воды, то стандартная энергия Гиббса образования 25 процентного раствора аммиака в данном случае равна -16.7+2.78*(-273.3)=-677.31 Дж?

Да, это ΔG реакции

0.5N₂ + 4.28H2 + 1.39O2 => NH3(aq) + 2.78H2O(liq)