K17
Ledtråd: I c-uppgiften kan man använda tryckberoendet för Gibbs energi för vardera ämnet, som räknat på 1 mol ser ut så här:
dG = Vm dp
Genom att subtrahera den ena av de två ekvationerna från den andra får man ett uttryck som gäller för "reaktionsändringen" (skillnaden mellan produkt och reaktant) istället.
a) Använd ΔG=ΔH-TΔS
b) Ett positivt ΔG betyder att reaktionen är spontan i omvänd riktning (diamant till grafit) vid de givna betingelserna.
c) Den enklaste lösningen utgår från tryckberoendet för Gibbs energi:
dG = V dp vid konstant temperatur.
För skillnaden ΔG mellan diamant och grafit, räknat på 1 mol, ger detta:
d ΔG = ΔVm dp
där ΔVm är skillnaden i molär volym mellan diamant och grafit, som vi kan beräkna utifrån molmassan och densiteterna (ΔVm = -1.9*10^-6 m3)
Integrering ger
ΔG = ΔG0 + ΔVm (p - p0)
och vi söker alltså det tryck p där ΔG = 0, d.v.s. där reaktionen byter riktning och blir spontan åt andra hållet. (Detta villkor skulle kunna tolkas som att det är jämvikt mellan formerna, men i praktiken finns inget jämviktsläge mellan två fasta former.)
