Câu 5 Bài 4 Chuyên đề học tập Hóa 10: Hãy xác định nhiệt độ thấp nhất để phản ứng nhiệt phân NaHCO3 dưới đây diễn ra: 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Biết rằng: Δ _rH_298^o = 9

Câu hỏi/Đề bài:

Hãy xác định nhiệt độ thấp nhất để phản ứng nhiệt phân NaHCO₃ dưới đây diễn ra:

2NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)

Biết rằng: \({\Delta _r}H_{298}^o\) = 9,16 kJ, \({\Delta _r}S_{298}^o\) được tính theo số liệu cho trong Phụ lục 1. Giả sử biến thiên enthalpy và biến thiên entropy của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ.

Hướng dẫn:

Tính entropy theo CT

\({\Delta _r}S_{298}^o = \sum {S_{298}^o(sp) – } \sum {S_{298}^o(cd)} \)

Tính Năng lượng tự do Gibbs theo CT:

\({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_T^o – T.{\Delta _r}S_T^o\)

\({\Delta _r}{G_T} > 0\) -> phản ứng không tự xảy ra

\({\Delta _r}{G_T} phản ứng tự xảy ra

Lời giải:

\({\Delta _r}S_{298}^o = S_{298}^o(N{a_2}C{O_3}(s)) + S_{298}^o({H_2}O(l)) + S_{298}^o(C{O_2}(g)) – 2.S_{298}^o(NaHC{O_3}(s))\)

\({\Delta _r}S_{298}^o\) = 135,0 + 70,0 + 213,8 – 2.101,7 = 215,4 J.K^-1

Để phản ứng diễn ra cần có

\({\Delta _r}G_T^o = {\Delta _r}H_{298}^o – T.{\Delta _r}S_{298}^o\) < 0

=> 9,16.10³ – T.215,4 < 0

=> T > 42,53K hay T > -230,47^oC