साम्य स्थिरांक से गिब्स मुक्त ऊर्जा परिकलक

गणना दर्ज करें

साम्य स्थिरांक (K)

तापमान (K)

परिणाम

मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन (ΔG°)

-17.124

kJ/mol

ΔG° (J/mol)	-17,124.03
ln(K)	6.9078
गैस स्थिरांक R	8.314462618 J/(mol·K)

यह परिकलक क्या करता है

यह टूल किसी रासायनिक अभिक्रिया के साम्य स्थिरांक K और परम तापमान T से उसकी मानक गिब्स मुक्त ऊर्जा परिवर्तन (ΔG°) की गणना करता है। सूत्र \(\Delta G^{\circ} = -RT \ln K\) ऊष्मागतिकी और रासायनिक साम्य को आपस में जोड़ता है: यह बताता है कि मानक परिस्थितियों में कोई अभिक्रिया स्वतःप्रवर्तित (spontaneous) है या नहीं। ऋणात्मक ΔG° (K > 1) का अर्थ है कि अभिक्रिया उत्पाद-पक्ष की ओर झुकी हुई है, जबकि धनात्मक ΔG° (K < 1) यह दर्शाता है कि अभिक्रिया अभिकारक-पक्ष की ओर झुकी हुई है।

इसका उपयोग कैसे करें

विमाहीन (dimensionless) साम्य स्थिरांक K दर्ज करें (यह शून्य से बड़ा होना चाहिए) और तापमान केल्विन (K) में डालें। 25 °C के लिए 298.15 K का उपयोग करें। परिकलक ΔG° को दो रूपों में देता है — kJ/mol में (मुख्य परिणाम) और J/mol में — साथ ही \(\ln(K)\) भी दिखाता है ताकि आप बीच के चरण जाँच सकें।

सूत्र की व्याख्या

समीकरण है $$\Delta G^{\circ} = -RT \ln K$$ जहाँ \(R = 8.314462618\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\) सार्वत्रिक गैस स्थिरांक है, \(T\) केल्विन में परम तापमान है, और \(K\) साम्य स्थिरांक है। चूँकि \(\ln K\) विमाहीन होता है और \(RT\) की इकाई J/mol होती है, इसलिए ΔG° जूल प्रति मोल में आता है; इसे 1000 से भाग देने पर यह kJ/mol में बदल जाता है।

ΔG° is negative when K > 1 (products favored) and positive when K < 1 (reactants favored), crossing zero at K = 1.

हल किया गया उदाहरण

मान लीजिए T = 298.15 K पर K = 1000 है। तब \(\ln(1000) \approx 6.907755\) होगा। $$\Delta G^{\circ} = -(8.314462618)(298.15)(6.907755) \approx -17{,}123\ \text{J/mol} \approx -17.12\ \text{kJ/mol}$$ बड़ा धनात्मक K और ऋणात्मक ΔG° इस बात की पुष्टि करते हैं कि अभिक्रिया प्रबल रूप से उत्पाद-पक्ष की ओर झुकी हुई है।

A spontaneous reaction releases free energy: products lie below reactants and the equilibrium favors products.

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

तापमान केल्विन में ही क्यों होना चाहिए? ऊष्मागतिकी के समीकरणों में परम तापमान आवश्यक होता है। सेल्सियस को केल्विन में बदलने के लिए उसमें 273.15 जोड़ें।

अगर K बराबर 1 हो तो? \(\ln(1) = 0\) होता है, इसलिए \(\Delta G^{\circ} = 0\) — यानी मानक परिस्थितियों में अभिक्रिया ठीक साम्य पर है और कोई शुद्ध प्रेरक बल (driving force) नहीं है।

क्या K ऋणात्मक या शून्य हो सकता है? नहीं। साम्य स्थिरांक हमेशा धनात्मक होता है क्योंकि सांद्रता और आंशिक दाब धनात्मक होते हैं, इसलिए \(K \le 0\) के लिए \(\ln K\) परिभाषित नहीं होता।