25 डिग्री सेल्सियस पर अभिक्रिया 3 NO (g) ⇌ N₂O (g) + NO₂ (g) के लिए साम्य स्थिरांक किसके निकटतम है? [ΔG° = −104.18 kJ; R = 8.314 J mol^₋₁ K⁻¹ ]

संप्रत्यय:

गिब्स मुक्त ऊर्जा:

• मुक्त ऊर्जा में कमी वास्तव में प्रणाली द्वारा किए गए अधिकतम कार्य की मात्रा है, जिसमें प्रसार कार्य को छोड़कर जब तापमान और दाब स्थिर रखे जाते हैं।
• मुक्त ऊर्जा एक प्रणाली की प्रारंभिक अवस्था और साम्यावस्था ऊर्जा में अंतर है।
• इस मुक्त ऊर्जा का उपयोग बाहरी कार्य करने के लिए किया जा सकता है।
• गैर-उपलब्ध ऊर्जा साम्यावस्था ऊर्जा है और इसे T x S द्वारा दिया जाता है, जहाँ T = तापमान और S = एन्ट्रापी है।

गिब्स मुक्त ऊर्जा के व्यंजक हैं:

ΔG = ΔH - TΔS

dG = dq -dq rev

ΔGo = -nFE0​

ΔG = ΔGo + RTlnKc

• गिब्स मुक्त ऊर्जा को ΔG द्वारा दर्शाया जाता है और इसकी इकाइयाँ J/mol हैं।

गिब्स मुक्त ऊर्जा और सेल का EMF:

• एक वोल्टीय सेल में, रासायनिक परिवर्तन के दौरान मुक्त ऊष्मा ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है।
• उत्पाद के एक तुल्यांक के लिए उत्पन्न विद्युत ऊर्जा FE है, जहाँ F = फैराडे स्थिरांक 96500
• 'n' तुल्यांक के लिए उत्पन्न विद्युत ऊर्जा nFE है।
• हेल्महोल्ट्ज के अनुसार, एक अभिक्रिया में मुक्त ऊर्जा में कमी एक गैल्वेनिक सेल से प्राप्त विद्युत ऊर्जा के बराबर होती है।

ΔGo = -nFE0​........................1

साम्यावस्था पर,

Eo =\({RT\over nF} lnK_c\).....................2, जहाँ Kc = साम्य स्थिरांक Keq.

संबंध 1 और 2 को समान करने पर, हमें प्राप्त होता है:

\(ΔG^o = -nF​​​​{RT\over nF}lnK_{eq}\)

या, ΔG° = - 2.303 RT Iog Keq

इसलिए, साम्य स्थिरांक K और Δ G के बीच संबंध है:

ΔG° = - 2.303 RT Iog Keq

गणना:

दिया गया है:

• अभिक्रिया 3 NO (g) ⇌ N2O (g) + NO2 (g) के लिए ΔG° = −104.18 kJ = -104180 जूल
• अभिक्रिया का तापमान = 25C = 298K
• R का मान = 8.314 J mol−1 K−1
• हम जानते हैं कि:

ΔG° = - 2.303 RT Iog Keq

• इसलिए दिए गए मानों को उपरोक्त समीकरण में प्रतिस्थापित करने पर, हमें प्राप्त होता है:

-104180 जूल​ = -2.303 x 8.314 J mol−1 K−1x 298 K x Iog Keq

या, Iog Keq = 18.255

या, K_eq = 1.8 x 10¹⁸.

इसलिए, अभिक्रिया के लिए साम्य स्थिरांक Keq = 1.8 x 1018 है।