Dekomponering av kalsiumkarbonat og fri energi

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Kalsiumkarbonat, $C a C O_{3} (s)$ , er den mest utbredte og mest utnyttede kalsiumforbindelsen i jordskorpa. Kalsiumkarbonat er en hovedbestanddel i kalkstein og er viktig for tenner og skjelett. Kalsiumkarbonat kan under bestemte betingelser dekomponere til kalsiumoksid, $CaO$ , og karbondioksid, $C O_{2}$ :

C a C O_{3} (s) \to C a O (s) + C O_{2} (g)

Bruk reaksjonsligningen til å begrunne at entropiendringen, $Δ S$ , for reaksjonen er positiv.

Figur 1 viser hvordan endringen i fri energi, $Δ G$ , avhenger av temperaturen for dekomponeringen av kalsiumkarbonat fra $200 K$ til $1500 K$ .

Figur 1: Endring i fri energi, \Delta G, som funksjon av temperatur

Bruk figur 1 til å avgjøre ved hvilke temperaturer kalsiumkarbonat spontant vil dekomponere.

Fasit

Et fast stoff blir til et fast stoff og en gass. Gass har mye høyere entropi, så $Δ S > 0$ .

$Δ G < 0$ når temperaturen er $høyere enn ca. 1000 K$ (ca. $730 ° C$ ).

LøsningsforslagKI-generert

Entropi er et mål på uorden, eller hvor mange måter partiklene og energien kan fordeles på.

På venstre side er det bare et fast stoff. På høyre side er det et fast stoff og en gass. Stoffmengden gass øker fra $0$ til $1 m o l$ .

Partiklene i en gass beveger seg fritt i hele volumet. Gasser har derfor mye høyere entropi enn faste stoffer. Når det dannes gass fra et fast stoff, øker entropien. Altså er $Δ S$ positiv.

En reaksjon er spontan når $Δ G < 0$ .

Grafen skjærer temperaturaksen ved ca. $1000 K$ . Under denne temperaturen er $Δ G$ positiv, og reaksjonen er ikke spontan. Over denne temperaturen er $Δ G$ negativ.

Kalsiumkarbonat dekomponerer spontant ved temperaturer $høyere enn ca. 1000 K$ . Det tilsvarer ca. $730 ° C$ . Figuren viser dette opp til $1500 K$ .

Dette passer med $Δ G = Δ H - T Δ S$ . Reaksjonen er endoterm, $Δ H > 0$ , og $Δ S > 0$ . Da blir $Δ G$ negativ bare når $T Δ S$ er større enn $Δ H$ , altså ved høy temperatur.

Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 H2025. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).

Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi

Oppgavedata

Hentet fra: Kjemi 2 H2025, del 1, oppgave 4
Del: Del 1, uten hjelpemidler, med vedlegg — les om hjelpemidler
Hjelpemidler: Skrivesaker og linjal
Vedlegg i oppgavesettet
Ingen kalkulator eller digitale verktøy. Vedleggene i oppgavesettet kan brukes på begge deler.
Kategori: 1
Vanskegrad: 1
Temaer: Termodynamikk

Dekomponering av kalsiumkarbonat og fri energi

Innstillinger

Utseende

Oppgaver og visning

Utskrift

Synkronisering

Sync på tvers av enheter

Dekomponering av kalsiumkarbonat og fri energi

Lov på eksamen

Forstå oppgaven med en KI

Tastatursnarveier

Navigasjon

I oppgave

Dekomponering av kalsiumkarbonat og fri energi

Dekomponering av kalsiumkarbonat og fri energi

Lov på eksamen

Temaer