• 締切済み

ギブスエネルギーGについて教えてください

以下のような内容なのですが、自分なりに調べ、考えもしましたがさっぱりわかりません。 どなたかわかる方がいましたら教えてください。 希薄溶液中で起こる化学反応 aA+bB⇔cC+dD においてギブスエネルギーをG、反応進行度をεとすると G=μA*dnA/dε+μC*dnC/dε+μC*dnC/dε+μD*dnD/dε (μiは溶質iの化学ポテンシャル、niは分子iの物質量) となることを示せ。 PとTが一定になるようにして、反応系のUをεで偏微分することを利用せよ。 という内容です。 よろしくお願いします。 Uをεで偏微分してどうやってGを求めるのかもわかりません。 もしこれを利用しての解き方がわからない場合でも、Gの証明の方法がわかるのでしたら教えてくださるとありがたいです。 回答よろしくお願いします。

みんなの回答

  • owata-www
  • ベストアンサー率33% (645/1954)
回答No.2

正直、反応系のUをεで偏微分することを利用する意味がよくわからないんですが… 混合物の中の物質において、化学ポテンシャルは部分モルギブズエネルギーと定義されているので μi=(∂G/∂ni)p,T から求められるような気がするんですが

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
noname#160321
noname#160321
回答No.1

ちょっと疑問の点もあり⇒GでなくΔGなのではないか? 手に余るので、評判のEMAN様の化学ポテンシャルのページでお茶を濁させて頂きます。↓ http://homepage2.nifty.com/eman/thermo/chem_pote.html

noil_1989
質問者

補足

申し訳ありません。 GではなくΔGでした。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • ギブスエネルギーGと化学ポテンシャルμの関係について

    μを化学ポテンシャルとすると、ギブスエネルギーGは  G=Σμini と表されますが、このμiと  μi=δU/δNi(Uは内部エネルギー、Niは物質量) のμiが等しいことを示せません。 自分なりに調べてみましたが、全然わかりませんでした。 わかる方がおりましたら、教えてください。 よろしくお願いします。

  • ポテンシャルエネルギーから力を求めるのになぜ偏微分

    こんにちは、力学を勉強しております。重力やばねの力が保存力である、ということを学ぶ際に、ポテンシャルエネルギーUを習いました。そして、このポテンシャルエネルギーを位置で微分して力を求める、という次の式が登場しました (~はベクトル表示のための矢印とお考え下さい)。 ~F = -(∂U / ∂x) ~i - (∂U / ∂y) ~j - (∂U / ∂z) ~k .... (1) ここで、なぜ偏微分なのでしょうか。 ~F = -(dU / dx) ~i - (dU / dy) ~j - (dU / dz) ~k .... (2) というように通常の微分では問題になるのでしょうか。 たとえばバネの ポテンシャルエネルギーはU = (1/2)k x^2なので これを上式(1)のように微分すれば、F = -kxとなります。重力にしても同様に求まります。 ただ、(2)式を使っても、ばねの力も重力も求まってしまいます。 偏微分を使っているからには、その理由があると思うのですが、私の持っているどの教科書にもその説明がなく、突如として偏微分が示されているだけでして悩んでおります。 どうぞ宜しくお願いします。

  • 二つある活性化エネルギーの定義?

    化学反応の活性化エネルギーで少し混乱しています。化学反応が進む時の エネルギー収支を図に現したものに一つはウイキペディアに記述された反応エネルギー があります。これは反応物質、生成物質のエネルギーの差にガウス型のポテンシャル を足し加えたものになっています。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B4%BB%E6%80%A7%E5%8C%96%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC 一方別のサイトにはこのガウス型のポテンシャル?だけを活性化エネルギーと記述しているように見えます。 http://www.ed.kanazawa-u.ac.jp/~kashida/ChemII/chapter1/sec1/c112.htm (1)これらは同じものでしょうか。それとも定義が違うのでしょうか。(2)どちらも横軸が何を表しているのか理解できません。(3)また活性化エネルギーは何のために存在するのでしょうか。私は化学物質が安定するために必要なポテンシャルをの持つエネルギーだと思うのですがその考えは間違っていますか。(4)現実的には化学物質はどういう構造で活性化エネルギーを作り出しているのでしょうか。簡単な例でご説明いただければありがたいです。 よろしくお願いします。 の結合エネルギーの差に

  • 反応標準エネルギーと平衡定数の関係

    生物物理化学の問題で,化学平衡における反応標準エネルギーΔG°と平衡定数Kの関係ΔG°=-RT lnKrを導けという問題が出ました。 化学反応式    A+2B=2C 分子数      Na Nb Nc 化学ポテンシャル μa μb μc 濃度     Ca Cb Cc と与えられています。 分かりづらい文章で申し訳ございません。 どなたか教えてもらえないでしょうか?   

  • ATPと自由エネルギー変化

    こんにちは。 次の生化学の問題なんですが自分なりにいろいろ考えてみたんですが・・・よくわからなくなってしまったのでどちらがあってるんかを教えてください。 問題:ATP加水分解反応の標準自由エネルギーは-30.5である。この反応において、反応系に存在する無機リン酸濃度はギプスの自由エネルギー変化に影響を与えるか。 ギプスの自由エネルギーはΔH-TSで求められるので影響は与えないと思のでずがギプスの自由エネルギーはΔG°を用いた式からも求められ、その式では濃度が関係してきますよね・・・?そう考えると関係すると言えると思うのですが・・。 よろしくお願いします。

  • ポテンシャルエネルギー

    友達とも考えたのですが、分らないので質問させていただきます。 保存力F=ay(y^2-3z^2)i+3ax(y^2-z^2)j - 6axyzk (i,j,kは単位ベクトル)の時その力のポテンシャルは? (積分区間P~Q) 教科書の回答では、点P(x,y,z)におけるポテンシャルUは基準点をQ(e,f,g)とするとU=-∫F・dr=-∫{(ay^3-3ayz^2)dx+(3axy^2-3axz^2)dy+(-6axyz)dz}=-∫d(axy^3-3axyz^2)=3axyz^2-axy^3+aef^3-3aefg^2 というふうに解いてありました。  私は-∫{(ay^3-3ayz^2)dx+(3axy^2-3axz^2)dy+(-6axyz)dz}=-∫d(axy^3-3axyz^2)という等式が何故なりたっているのかが分りません。 どなたか、わかる方教えてください。よろしくお願いします。          

  • エネルギーの有効利用プロセス

    C1化学、またはバイオマスのエネルギー源としての 有効利用に関する代表的なプロセスを一つ教えて下さい。 化学反応式、反応条件などを明記して貰えると嬉しいです。

  • 関数f,gの和f+g の偏微分と積fg の偏微分

    (U上の)関数 f,g がx_i方向に偏微分可能ならば、 ∂(f+g)/∂x_i = ∂f/∂x_i + ∂g/∂x_i ∂(fg)/∂x_i = (∂f/∂x_i) g + f (∂g/∂x_i) であることはどのように示されますか。

  • 化学熱力学。合金の自由エネルギーについて

    化学熱力学や金属系の参考書を漁っても見つからなかったので質問させていただきます。 2元系の合金の自由エネルギーについてなのですが・・・ 合金って,固相-固相の相変態って事ですよね? これは固体から固体の変化だけど・・・良く問題集とかで例に出される,液-固変態とかなどのように考えて良いんでしょうか?そのように考えられるのならば・・・ 合金(A-B2元系とします)のギブスの自由エネルギーは,モル数nと化学ポテンシャルμより G = n(A)μ(A) + n(B)μ(B) と,そしてモルギブスエネルギーは,モル分率xより Gm = x(A)μ(A) + x(B)μ(B) って,表す事ができるのでしょうか?? どなたかご教授ください。 また,この手の内容が詳しく書かれた参考書があれば紹介していただきたいです。

  • 化学ポテンシャルの定義

    化学ポテンシャルμは 活量1の状態での化学ポテンシャルμoを用いて μ=μo+RT ln a (aは活量)(式1) で表されますが、 釈然としないのは、 活量1と活量aの2つの状態の1molあたりギブスエネルギーの差ΔGを考えると、 a/1=exp(-ΔG/RT) (式2) であり、 ΔG≡μ-μo (式3)であるので、 式2と式3からμを求めると、式1と符号が合いません。 これらのどこがおかしいのでしょうか。 よろしくお願い致します。