F7 Entropy and Gibbs energy

Question 1

entropy, S

Answer 1

Entropy is:
- the amount of randomness or disorder
- related to the number of ways in which the “system” can be arranged
- a state function (like enthalpy H and internal energy U)

Question 2

∆S total> 0… process/reaction

∆S total < 0 … process/reaction

∆S total = 0 process/reaction …

Answer 2

spontaneous

non-spontaneous

at equilibrium

Question 3

third law of thermodynamics

Answer 3

The entropy of a perfect crystal at zero K is zero

Question 4

Vad är entropiändringen, ∆S, då 3 mol av vatten (H2O) värms upp från 298 K till just under 373 K?

Answer 4

Vid just under 373 K (dvs precis innan vatten börjar koka) är vattnets entropi lika med entropin vid 298 K plus en ökning som beror på en ökad T. Skillnaden är given av Cpln(T/298 K) = Cpln(373 K/298 K) = 3mol*75.3 JK-1mol-1 * 0.22 = 49.7 JK-1.

Question 5

För vilka temperaturer är reaktionen CaCO3 -> CaO + CO2 spontan?
[∆rH=+178 kJmol-1; ∆rS=+161 JK-1mol-1; Cp(CaCO3) = 81.9 JK-1mol-1]

Answer 5

Spontan om ∆G<0, dvs om T>∆H/∆S = 178 kJmol-1/161 JK-1mol-1≈1100 K.
Spontan om T > 1100 K. Konsistent med att reaktionen blir mer spontan med T då både ∆H och ∆S är positiva. Se Tabell 14.2.