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Relation entre l'énergie libre et la constante d'équilibre

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Bonjour tout le monde. Aujourd'hui, nous allons commencer notre conférence 11. Et nous continuerons à la discussion sur la relation entre l'énergie libre et la constante d'équilibre. Cette constante d'équilibre dependingon ah si nous prenons la fraction molle comme notre concentration de l'espèce ou de l'activité, elle a donc son nom K a quand nous parlons lorsque nous prenons soin de la concentration, de l'activité de l'espèce dans une réaction chimique particulière ou de K x quand nous prenons la fraction molle pour être la concentration en ourah de ces espèces dans le système. Comme cette façon, nous pouvons avoir une autre connotationpour cette constante d'équilibre. Et cette constante d'équilibre se produit parce que, quel que soit le procédé que nous étudions pour la corrosion, c'est-à-dire une réaction redox, c'est aussi une réaction chimique, bien que ceci soit associé à l'électrochimie, mais c'est aussi une réaction chimique. Maintenant, comme nous parlons de notre dernière lecturethat delta G pour une réaction particulière ah a A plus b B égal à c C plus d D ce allèle sont le nombre de taupes associés à différentes espèces. Et en fait, si nous nous dirigeons vers cela, alors nous pouvons écrire dans ce formulaire c le potentiel chimique de c plus d le potentiel chimique de D moins un potentiel chimique de A moins le potentiel chimique de B parce que c'est le potentiel chimique des produits du produit moins le potentiel chimique de, orje dirais la sommation du potentiel chimique du produit moins la sommation de la potentialité chimique de la réactance de la réactance. Donc, c'est ce que nous avons mis ici cette equation.Maintenant, à partir de notre discussion, nous avons aussi vu le concept de potentiel chimique. Le potentiel chimique n'est rien, mais le changement d'énergie libre du système ou d'un système signifie d'une phase particulière lorsque nous avons une petite quantité qui est une mole du composant particulier que la phase particulière est ajoutée ou sortie. Il s'agit essentiellement du taux de change de l'énergie libre du système. Et c'est écrit comme un potentiel chimique égal à laus dire que je considère la dimension de la jème dans ce système particulier i 0 plus RT ln a de i. HereI est en train de prendre de l'activité car nous envisageons un système condensé et il n'est pas certain qu'il s'agit d'une solution diluée ou quelque chose. Donc, une fois que nous aurons cela et maintenant, nous devons comprendre cette partie. Ce n'est rien, mais le potentiel chimique standard de cette phaseet ceci indique le potentiel chimique de la composante pure dans une atmosphère présureet 298 Kelvin. Il s'agit d'une valeur standard et lorsque nous parlons de potentiel chimique, il est immédiatelypoints que a i est égal à 1 et si nous mettons un i à être 1 alors bien sûr, mu 1, mu i equalto mu i 0. Donc, c'est le potentiel chimique standard de ce composant.Maintenant, nous pouvons casser ceci puis écrire en conséquence delta G qui est le changement d'énergie libre du système pour cette réaction particulière, et puisque nous envisageons en termes de potentiel chimique et en même temps le potentiel chimique n'est rien, mais delta G delta n i constantpression constante de température et tous les composants sont maintenus à l'exception de la ith component.Donc, c'est ce que je dirais que sauf le composant ith. Donc, c'est le concept. Donc, c'est ce que c'est aussi P T parce que nous fixons la pression et la température. Maintenant, ce potentiel chimique becomesc de i 0 plus d potentiel chimique désolé c'est c, c'est d, 0 un potentiel chimique de potentiel chimique A moins b de B, avec leur valeur standard, c'est la partie. Voir par exemple, si nous écrivons ce mu C interms de potentiel standard, le potentiel chimique de c qui serait par exemple, mu C wouldbe it is a nothing, but mu c 0 plus RT ln a c. Donc, par conséquent, nous avons brisé tous les potentiels thosécaniques dans leur norme respective et l'autre partie qui contient l'activité. Et puis le reste de la partie serait plus RT ln a c c parce que quand j'ai amput c alors il deviendrait c potentiel chimique c pour qu'il se transforme en ceci, alors laisse donc s'écrire en conséquence RT ln a d D, moins RT ln a A à la puissance a plus RT ln a B à l'powerb. Prochaine étape que nous pouvons écrire, je peux écrire l'entireterm ce terme entier comme delta G 0 puis plus RT ln a C c, a D à la puissance d, a Ato the power a, a B to the power b. Donc, c'est ma relation où delta G 0 égal à cmu c 0 plus d mu D 0 moins une mu A 0. Maintenant, question est quand j'écris cette équation particulière Je ne connais pas le système si le système a atteint l'équilibre ou pas. Maintenant, quand il atteint l'équilibre, alors comme par notre thermodynamique classique, cela va à 0 ou il a une autre Rayleighconnotation ; cela signifie que G va au minimum. Par exemple, disons que j'ai une coordination de la réaction et G. Donc, si j'essaie de voir ce graphique une représentation schématique à ce point, je vois que deltaG, delta si je considère cet axe comme T serait égal à 0. Donc, c'est la pente de son 0. Mais en même temps, vous voyez la variation de G avec la température ce point est minimum2. Donc, c'est l'équilibre. Donc, alors de ceci je peux écrire delta G 0 égal à RT moins devient la relation nous obtenons cette relation en cas d'équilibre. Maintenant, si nous écrivons la même équation une fois l'againthis terme, nous pouvons le dire comme Q qui n'est rien d'autre que le quotient de réaction de réaction. Maintenant, lorsque delta G P T égal à 0, alors ce terme devient Q devient K whichis la constante d'équilibre de la réaction, donc delta G 0 égal à moins RT ln K qui est l'équilibre constant. Maintenant, nous parlons de l'état standard. Avant de passer à la prochaine étape, laissez-nous nous laisser parler un peu de l'état standard, n'oubliez pas que l'état standard n'est rien d'autre que l'état de référence, il s'agit d'une référence, mais il s'agit d'une référence. Maintenant, qu'est-ce que vous voulez dire par une référence nous avons un exemple.Donc, si j'essaie de mesurer la hauteur de ce pilier ou la longueur de ce pilier. Donc, si la longueur d'onde nous permet de dire 6 pieds, chaque fois que je parle d'environ 6 pieds, la longueur de ce pilori essaie toujours de mesurer à partir d'un point de référence particulier ; cela signifie que nous devons prendre un somethingas 0. Donc, on peut dire 0 point, qui est le point de référence point de référence. Maintenant, si nous changeons le point de référence, il y aurait un changement dans ma longueur réelle de ce pilier particulier. Maintenant, disons que je prends le point de référence à moins 1. Donc, moins 1 pieds qui va vers le bas est mon nouveau 0, nouvelle référence. Donc, ça devient my0 point. Donc, la hauteur devient 7 pieds. Mais est-ce que la longueur réelle de cet objet est de 7 pieds? Non, c'est 6 pieds, mais même si nous prenons cette nouvelle référence à 0 point encore wecan obtenir la hauteur réelle de ce pilier particulier, parce que quand j'essaie de trouver la longueur d'onde de ce pilier ce que je ferai, je ferai juste 7 moins 1. Donc, 6 pieds, donc c'est ma longueur réelle. Donc, si je prends mon état de référence pour être celui-ci ou celui-ci, il n'importe pas que la différence soit toujours la même, parce que si j'essaie de trouver la différence entre ah ah différence de cette longueur particulière de ce pilier particulier serait à côté. Même chose arrive ici quand je parle de G qui est une fonction d'état si je prends un point particulier pour être 0 ou autre point à 0 enfin, on ne peut pas mesurer la valeur absolue de G. Nous mesurons toujours delta G ce qui est la différence. Donc, une fois que nous avons fait la différence si je prends quelque chose pour être 0 ou autre mon autre partie pour être 0, il n'est pas important que ça me donne la même valeur. Maintenant, voyons ah ah on peut aussi avoir une certaine connotation par rapport à la thermodynamique classique. Nous avons vu cette relation particulière, c'est une relation très populaire en thermodynamique, et là si je fais ce traitement particulier une température constante si T égale à constante, alors je fais l'intégration. Donc, elle devient G 2, P égale à P 2 la température moins G 1 P égale à P 1 la température égale à et V si nous avons le gaz idéal alors V serait égal à RT P parce que P V est égal à RT pour une mole de gaz. Donc, thenit devient RT ln P 2 moins RT ln P 1. Donc, ce terme, donc ça serait aller à 0 becauseT est une constante. Donc, nous devons trouver ces différences. Maintenant, quand j'essaie de trouver cette différence, j'ai besoin de savoir P 1 aussi bien que P 2 et que nous serons en mesure de le découvrir. Maintenant, la question est de savoir simplifier ça. Donc, si nous faisons de l'itG 2 P égal à la température de P et G 1 P égal à 1 atmosphère et T, alors il fera becomeRT ln P. Donc, ce P 1 égal à 1, donc cela irait aussi à 0 ce terme. Donc, cette particule que nous écrivons dans le terme de nous écrire comme G 0 plus RT ln P. Now, ce G 0 est basicallythe free energy of a pure gas when the pressure is one atmosphere when pressure is one atmosphere, and then at any any temperature temperature could be anything.So, now when we have the P equal to 1 atmosphere we take it as a superscript 0 isput which is the standard value this is the standard, or this is appelées reference. Donc, la norme n'est rien d'autre que la référence. Maintenant, c'est à vous de ce que vous voulez prendre comme standard. Maintenant, il y a un avantage, avantagis une fois que vous avez pris P égal à 1 atmosphère à toute autre température n'importe quelle température où vous voulez mettre ceci comme standard. Donc, vous n'avez pas à traiter avec un seul mopressûr. Donc, une seule pression la pression finale est importante pour vous l'autre pressureyou n'a pas à vous inquiéter car déjà vous corrigez cette pression particulière. Maintenant, questionis vous pouvez aussi prendre P 1 à P 1 pour être 2 atmosphère, si vous voulez faire que vous voulez toujours voir la différence deviendrait disons ah si vous considérez P, P 1 pour être 3 atmosphère pas de problème.Donc, c'est à vous, mais la convention est comme par la convention tout le monde suit pressureis considéré comme une atmosphère. Donc, c'est ce qu'on appelle la norme. Donc, la pressureis est une température importante. I can have standard value at ah 273 Kelvin, 273 Kelvin, I canhave standard value at 100 Kelvin, I can have standard value at 1000 Kelvin.That is what in text book you see that quelquefois this G 0 is put like this connotation peopledo in manuels G 0, 1000 Kelvin equal to some value, ok. Cela signifie que la valeur standardvaleur de la pression égale à 1 atmosphère dans une atmosphère libre d'énergie de cette particule à 1000 Kelvin c'est beaucoup. Donc, c'est la façon dont on doit lire par exemple, l'enthalpie, l'enthalpie a aussi une valeur standard. Par exemple, en cas d'enthalpie nous avons laissé ajouter de l'aluminium dans le cas de l'aluminium si nous prenons une pression d'atmosphère et que le théolide est la forme stable à 298 Kelvin ou 25 degrés Celsius stable. Ainsi, à la forme stable, la forme stable de l'aluminium est solide. Et puis H aluminium est considéré comme étant 0.Par exemple, le fer H 0 égal à 0 lorsque nous considérons 298 Kelvin et 1 atmosphère pressure.Donc, il s'agit déjà d'une certaine valeur que nous avons généralement attribuée à la valeur d'enthalpie. Ainsi, jusqu'à ce que nous attribuions cette valeur à une certaine valeur particulière, cette enthalpie particulière à une pression de l'atmosphère, nous ne pouvons pas calculer le changement d'enthalpie. Par exemple, un système gazeux, dans le système gazeux par exemple, de l'oxygène, s'il s'agit d'un oxygène pur à 25 degrés Celsius, la forme stable est sous forme gazeuse. Donc, ce cas l'enthalpie de l'oxygène pur à 298 Kelvin une pression atmosphérique serait 0.Donc, c'est la convention. Maintenant, en cas d'électrochimie aussi, nous avons une convention. La convention est un potentiel chimique ou la valeur d'énergie libre standard de l'ion hydrogène est prise comme 0, 1 pression atmosphérique et 25 degrés Celsius. Donc, cette valeur de référence isa nous ne savons pas si en fait cette valeur ah la potentialité chimique de l'ion hydrogène de l'ion hydrogène est 0 à 25 degrés Celsius, 1 pression atmosphérique, mais nous affectons déjà la valeur ok et cette attribution nous aide à trouver le changement d'enthalpie ou de changein d'énergie libre ou de changement d'entropie. Donc, c'est à propos de l'état standard qui n'est rien, mais l'état de référence se rappelle ça. Et la pression est très importante, nous pouvons l'être à n'importe quelle autre température. Même la température que nous pouvons changer, mais cette partie, cette discussion ne fait pas partie de cette discussion actuelle, nous avons pensé que nous devrions balayer cette connaissance particulière de l'état standard. Maintenant, revenons à cette quantité depuis que nous avons pris delta G 0 égal à moins RT ln K la relation constante d'équilibre entre la constante d'équilibre et le changement d'énergie libre changement de condition standard Maintenant, nous avons également vu une autre relation delta G0 égal à moins n P E. Maintenant, ce delta G est que nous n'avons pas précisé si c'est un état de standardétat ou non. Maintenant, si vous vous rappelez quand nous parlons de ce cuivre cellulaire particulier, et thisis essentiellement mon pont de résolution, c'est du cuivre et ici vous avez du sulfate de cuivre et ici du sulfate de zinc, c'est du zinc. Donc, cette fois, nous avons vu que si l'activité du zinc plusplus égale à l'activité du cuivre plus plus égale à 1, nous avons vu la cellule potentialdevient 1,1 Volt à 1 pression atmosphérique et 25 degré Celsius.Maintenant, nous voyons aussi que c'est aussi une valeur standard, c'est la valeur standard. Maintenant, si wechange cette température cela ne deviendra pas ce sera aussi une valeur standard, mais elle isat une température différente, mais la pression est une atmosphère. Donc, cette valeur standard que nous pouvons avoir séparément, pour cette valeur standard de cellule est plus 3 4 Volt copperside zinc côté est égal à 0,76 Volt moins. Donc, c'est ce que nous avons E égal à E 0 copperminus E 0 zinc est égal à 1.1 Volt. Nous avons vu this.Maintenant, il ya une autre condition est que l'activité est 1, donc vous verrez plus tard sur pourquoi cette partie d'activité est importante, quand l'activité va à 0, cela va devenir ce que cela devient alors, sinon ce sera une autre valeur. Maintenant, puisque nous avons des conditions standard, nous pouvons aussi écrire ceci. Donc, maintenant, je peux avoir un triangle où je canai le delta G 0 d'un côté, G à une extrémité et E à une extrémité, E 0 à une extrémité. Donc, nous parlons de conditions standard. Maintenant, voyons la relation delta G 0 égal à moins n FE 0, ici delta G 0 égal à moins RT ln K. Et de ce côté nous pouvons avoir n F E 0 equalto RT ln K. Donc, maintenant, nous avons la relation entre thesetwo, relation entre ces deux, et la relation entre ces deux. Et ce triangle nous permettant de comprendre à quel point ou à quel potentiel en milieu aqueux j'obtiens la corrosion, j'obtiens une protection ou j'obtiens qu'il y a un terme particulier pour la première fois que vous écoutant ce qui est appelé passivité nous obtenterons une région passive. Donc, ce triangle sera capable de nous faire savoir où est la zone de corrosion, où est la zone immunitaire, et le troisième est où est la zone passive pour une situation où le métal est exposé à un milieu aqueux de pH différent. Donc, à partir de là, nous sommes très clairs sur le fait que nous avons une relation entre le changement d'énergie et le changement potentiel ou le potentiel cellulaire ainsi que les équilibres constants de la réaction qui se produit dans la cellule. Donc, on s'arrêtera là. Nous allons poursuivre notre prochaine conférence. Je vous remercie.