范特霍夫方程

范特霍夫方程

范特霍夫方程(Van 't Hoff equation)是一個用於計算在不同溫度下某反應的平衡常數的方程。設K為平衡常數,ΔH為焓變,ΔS為熵變,T為溫度。由雅各布斯·亨里克斯·范托夫提出。

基本信息

等溫方程

△Gθ=△Hθ-T*△Sθ(吉布斯—亥姆霍茲方程)
在反應達到平衡時,△Gθ=0,即△Hθ=T*△Sθ
適用於不同溫度標準狀態下的反應,然而現實工作生活中,大多數反應是在非標準狀態下進行的,那么如何計算這些時候反應的吉布斯自由能呢?經過多年的研究,范特霍夫通過對氣體化學勢與溫度的關係的推導,得到了范特等溫方程。

提出方程

范特霍夫方程范特霍夫方程
△G=△Gθ+R*T*LnQ

其中,△Gθ為該溫度下標準吉布斯自由能變,Q為該反應商。
通過范特霍夫等溫式可以得到不同溫度下反應吉布斯自由能變,從而判斷反應進行方向。
或者寫為
如果假設反應焓變在某溫度範圍內下基本不變,則在不同溫度T1和T2下,等式的定積分為
Ink2-Ink1=ΔH/R*(1/T1-1/T2)
這裡K1是在絕對溫度T1下的平衡常數,K2是在絕對溫度T2下的平衡常數。ΔH是標準焓變,R是氣體常數。
推導


得到
因此,通常由負的平衡常數的自然對數-lnK對對應的溫度的倒數1/T做圖得到一條直線,其斜率為最小標準焓變除以氣體常數R,ΔH/R,截距為標準熵變除以氣體常數R,ΔS/R。

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