Вычисление изменений энтропии

Изменение энтальпии в химической реакции обычно нетрудно измерить при помощи калориметра, как описано в разд. 1.6. Однако для измерения изменений энтропии не существует столь простых способов. Тем не менее, с помощью различных способов измерений можно определить абсолютную энтропию большого числа веществ при любой температуре. При получении значений энтропии исходят из того, что энтропия всякого чистого кристалла при температуре абсолютного нуля равна нулю. В приложении приведена таблица значений абсолютной энтропии (обычно обозначаемой как ) многих веществ. Эти значения выражены в единицах, имеющих размерность Дж/(К∙моль).

Изменение энтропии в химической реакции определяется разностью между суммарной энтропией всех продуктов и суммарной энтропией всех реагентов. Например, в реакции общего типа:

аА + bB +... pP + qQ +... (3.8)

полное изменение энтропии определяется выражением:

(3.9)

Другими словами, следует просуммировать абсолютные энтропии всех продуктов, умноженные на стехиометрические коэффициенты продуктов в полном уравнении реакции, а затем вычесть аналогичную сумму энтропии для всех реагентов рассматриваемой реакции.

УПРАЖНЕНИЕ 3.5

Вычислите ∆ S⁰ для реакции синтеза аммиака из N₂ (г.) и Н₂ (г.):

N₂ (г.) + 3Н₂ (г.) → 2NН₃ (г.)

Решение:Пользуясь уравнением (3.9), находим = 2 (NH₃) – [ (N₂) + 3 (H₂)]. Подставляя сюда соответствующие значения из приложения, получаем = 2 моля [192,5 Дж/(К∙моль)] - {1 моль [191,5 Дж/(К∙моль)] + 3 моля [130,58 Дж/(К∙моль)]} = - 198,2 Дж/К. Значение оказалось отрицательным, как мы и предсказывали в упражнении 3.4 при ответе на вопрос «в».