ΔrG° の計算方法がわからない

ΔrG° の計算方法がわからない

反応に伴う標準ギブスエネルギー変化 ΔrG°  は 標準生成ギブスエネルギー ΔfG°  から算出します。
ΔfG° は物質ごとに固有の値で、テーブルで与えられています。

G は物質の量と圧力(分圧)によって変わってしまいますが、圧平衡定数を算出するときに使う ΔrG° は、各物質の分圧が 標準状態 (1 bar)の時の値を使えばよいので、一定の値となります。

  \displaystyle \ln K_P =-\frac{\Delta_{\rm r} G^\circ}{RT}   ...(26.11改)

ΔrG° は

ΔrG° = {生成物の ΔfG° の和} − {反応物の ΔfG° の和}

で算出します。ΔrG° は 反応進行度 ξ = 1 mol あたりの量として出すので、反応係数を重みとして付けます。

例えば

H2(g) + I2(g) ↔ 2 HI(g)

であれば、反応が 1 mol 分進行するとHと I2 がそれぞれ 1 mol 失われ、HI が 2 mol 生成するので、

ΔrG° = {生成物の ΔfG° の和} − {反応物の ΔfG° の和}
= {2 ×  (HI の ΔfG°)} − {(H2 の ΔfG°) + (I2 の ΔfG°)}

下記のテーブルの値を使い

={2 × (1.560 kJ mol-1)} − {(0 kJ mol-1) + (19.325 kJ mol-1)}

ΔrG° = −16.205 kJ mol-1

となります。

生成ギブスエネルギーは、25 °C において、元素ごとの最も安定な単体を基準としているので、H2 (g) の値は 0 になります。ヨウ素は、25 °C では固体が安定なので、I2(g)の値は 0 ではありません。

また、ΔrG° の単位には、反応進行度 ξ  の 1 mol あたりという意味で mol-1 が付きます。(参照: 圧平衡定数の式の次元が合わない)

各物質の 25 °C, 1 bar における物性値(マッカーリ・サイモンより)
物質 化学式 \Delta_{\rm f} G^\circ / kJ mol−1
ヨウ化水素 HI(g)  1.560
水素 H2(g)  0
ヨウ素 I2(g)  19.325
I2(s)  0