Van ’t Hoff-egyenlet

A kémiai termodinamikában alkalmazott van ’t Hoff-egyenlet a T hőmérséklet és a K egyensúlyi állandó változásai közötti összefüggést adja meg ΔH^o standardentalpia-változású folyamat esetére. Az egyenletet elsőként Jacobus Henricus van ’t Hoff vezette le.

Az egyenlet

Az egyenlet a következő:^[1][2]

${\displaystyle {\frac {d\ln K}{dT}}={\frac {\Delta H^{\ominus }}{RT^{2}}},}$

ahol R az egyetemes gázállandó. Az egyenlet felírható az alábbi formában is:^[3]

${\displaystyle {\frac {d\ln K}{d{\frac {1}{T}}}}=-{\frac {\Delta H^{\ominus }}{R}}.}$

Az egyenlet közelítő pontosságú annyiban, hogy a folyamat entalpia- és entrópiaváltozását a hőmérséklettől függetlennek tételezi fel. Az egyenletet főként annak becslésére használják, hogy más hőmérsékleten mennyi lesz az egyensúlyi állandó új értéke. Ez úgy adható meg, ha a differenciálegyenlet T₁ és T₂ termodinamikai hőmérsékletek közötti határozott integrálját vesszük:

${\displaystyle \ln \left({\frac {K_{2}}{K_{1}}}\right)={\frac {\ -\Delta H^{\ominus }}{R}}\left({{\frac {1}{T_{2}}}-{\frac {1}{T_{1}}}}\right).}$

Ebben az egyenletben K₁ a T₁ hőmérséklethez tartozó egyensúlyi állandó, K₂ pedig a T₂ hőmérséklethez tartozó egyensúlyi állandó.

A szabadentalpia definíciójából:

${\displaystyle \Delta G^{\ominus }=\Delta H^{\ominus }-T\Delta S^{\ominus }}$

ahol S a rendszer entrópiája, és a reakció izoterm egyenletéből:^[4]

${\displaystyle \Delta G^{\ominus }=-RT\ln K}$

következik:

${\displaystyle \ln K=-{\frac {\Delta H^{\ominus }}{RT}}+{\frac {\Delta S^{\ominus }}{R}}.}$

Azaz az egyensúlyi állandó természetes logaritmusát ábrázolva a hőmérséklet reciprokának függvényében egy egyenest kapunk. Az egyenes meredeksége egyenlő a standard entalpia-változás és az egyetemes gázállandó hányadosának ellentettjével (−ΔH^o/R), míg az egyenes tengelymetszete a standardentrópia-változás és az egyetemes gázállandó hányadosa (ΔS^o/R). Ennek a kifejezésnek a deriválásával juthatunk el a van ’t Hoff-egyenlethez.

Kapcsolódó szócikkek

• Clausius–Clapeyron-egyenlet

Fordítás

Ez a szócikk részben vagy egészben a van 't Hoff equation című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

Hivatkozások

1. P.W. Atkins. Physical chemistry. Oxford University Press (1978). ISBN 0-198-55148-7 
2. Chemical Thermodynamics, D.J.G. Ives, University Chemistry, Macdonald Technical and Scientific, 1971, ISBN 0-356-03736-3
3. Physical Chemistry, 8th, W.H. Freeman and Company, 212. o. (2006. március 10.). ISBN 0-7167-8759-8 
4. Chemistry, Matter, and the Universe, R.E. Dickerson, I. Geis, W.A. Benjamin Inc. (USA), 1976, ISBN 0-19-855148-7