K17
Ledtråd: I c-uppgiften kan man använda tryckberoendet för Gibbs energi för vardera ämnet, som räknat på 1 mol ser ut så här:
- Misslyckades med att tolka (MathML med SVG- eller PNG-återgång (rekommenderas för moderna webbläsare och tillgänglighetsverktyg): Ogiltigt svar ("Math extension cannot connect to Restbase.") från server "https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/":): {\displaystyle dG_m = V_m\,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. Se vidare nedan.
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)
där ΔG0 är Gibbs reaktionsenergi vid trycket p0=1 bar, d.v.s. svaret i a. 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.)
