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1.E^θ=RTlnK/zF所以K=e^(zFE^θ/RT)=e^(1*96485*(0.08-0.77)/8.314/298.15)=2.17E-12 2.Ag(s)|Fe3+(aq)||Fe2+(aq),Ag+(aq)|Pt(s) 3.ΔrGm^θ=-zFE^θ=-1*96485*(0.08-0.77)=66.57KJ/mol
表面吉布斯自由能(Gibbs free energy)是描述一个系统在一定温度和压力下所处状态的能量。在溶液表面发生吸附时,表面吉布斯自由能会发生变化。
当溶质在溶液表面发生吸附时,表面吉布斯自由能的变化(ΔG)可以用以下公式计算:
ΔG = -RT ln(K)
其中:
ΔG:表面吉布斯自由能的变化
R:气体常数(8.314 J/mol·K)
T:温度(K)
ln:自然对数
K:平衡常数
当吸附过程使表面吉布斯自由能降低(ΔG为负值)时,吸附过程会自发进行。相反,当吸附过程使表面吉布斯自由能增加(ΔG为正值)时,吸附过程会受到抑制。
如果吸附过程导致溶液的表面吉布斯自由能降低,那么吸附过程是有利的。这意味着溶质分子在溶液表面被吸附后,系统的能量更低,更容易实现
当体系发生变化时,G也随之变化。其改变值△G,称为体系的吉布斯自由能变,只取决于变化的始态与终态,而与变化的途径无关: △G=G终一G始
吉布斯自由能又叫吉布斯函数,是热力学中一个重要的参量,常用 G 表示,它的定义是:
G = U ? TS + pV = H ? TS
其中 U 是系统的内能,T 是温度,S 是熵,p 是压强,V 是体积,H 是焓。
吉布斯自由能的微分形式是:
dG = ? SdT + Vdp + μdn
其中μ是化学势。
吉布斯自由能的物理含义是在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,从系统所能获得的最大功。换句话说,在等温等压过程中,除体积变化所做的功以外,系统对外界所做的功只能等于或者小于吉布斯自由能的减小。数学表示是:
如果没有体积变化所做的功,即 W=0,上式化为:
也就是说,在等温等压过程前后,吉布斯自由能不可能增加。如果发生的是不可逆过程,反应总是朝着吉布斯自由能减少的方向进行。
特别地,吉布斯自由能是一个广延量,单位摩尔物质的吉布斯自由能就是化学势μ
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