Calculate and show the full solution of the standard entropy changes for the following reactions at 25OC. Standard Entropy values are given in the table.
a. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
b. N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
c. H2(g) + Cl2(g) →2HCl(g)
d. 3O2(g) → 2O3(g)
e. 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
a. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
b. N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
c. H2(g) + Cl2(g) →2HCl(g)
d. 3O2(g) → 2O3(g)
e. 2CO(g) + O2(g) → 2CO2(g)
Answers & Comments
Standard Entropy Values (ΔS°):
- ΔS° for CaCO₃(s) = 92.9 J/(mol·K)
- ΔS° for CaO(s) = 38.2 J/(mol·K)
- ΔS° for CO₂(g) = 213.7 J/(mol·K)
- ΔS° for N₂(g) = 191.6 J/(mol·K)
- ΔS° for H₂(g) = 130.6 J/(mol·K)
- ΔS° for NH₃(g) = 192.5 J/(mol·K)
- ΔS° for Cl₂(g) = 223.1 J/(mol·K)
- ΔS° for HCl(g) = 186.9 J/(mol·K)
- ΔS° for O₂(g) = 205.0 J/(mol·K)
- ΔS° for O₃(g) = 237.3 J/(mol·K)
- ΔS° for CO(g) = 197.7 J/(mol·K)
Now, let's calculate the standard entropy changes for the given reactions:
a. CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
ΔS° = (ΣΔS° products) - (ΣΔS° reactants)
ΔS° = (38.2 J/(mol·K) + 213.7 J/(mol·K)) - 92.9 J/(mol·K)
ΔS° = 158.9 J/(mol·K) - 92.9 J/(mol·K)
ΔS° = 66.0 J/(mol·K)
b. N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)
ΔS° = (ΣΔS° products) - (ΣΔS° reactants)
ΔS° = (2 * 192.5 J/(mol·K)) - (191.6 J/(mol·K) + 3 * 130.6 J/(mol·K))
ΔS° = 385.0 J/(mol·K) - 582.0 J/(mol·K)
ΔS° = -197.0 J/(mol·K)
c. H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g)
ΔS° = (ΣΔS° products) - (ΣΔS° reactants)
ΔS° = (2 * 186.9 J/(mol·K)) - (2 * 130.6 J/(mol·K) + 223.1 J/(mol·K))
ΔS° = 373.8 J/(mol·K) - 484.3 J/(mol·K)
ΔS° = -110.5 J/(mol·K)
d. 3O₂(g) → 2O₃(g)
ΔS° = (ΣΔS° products) - (ΣΔS° reactants)
ΔS° = (2 * 237.3 J/(mol·K)) - (3 * 205.0 J/(mol·K))
ΔS° = 474.6 J/(mol·K) - 615.0 J/(mol·K)
ΔS° = -140.4 J/(mol·K)
e. 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g)
ΔS° = (ΣΔS° products) - (ΣΔS° reactants)
ΔS° = (2 * 197.7 J/(mol·K) + 205.0 J/(mol·K)) - (2 * 130.6 J/(mol·K) + 197.7 J/(mol·K))
ΔS° = 400.4 J/(mol·K) - 328.3 J/(mol·K)
ΔS° = 72.1 J/(mol·K)
These are the standard entropy changes (ΔS°) for the given reactions at 25°C.
Hopefully this helps!