Thả một vài tinh thể patassium dichromate K2Cr2O7 màu cam đỏ vào nước (Hình 4.3).

Bài 1: Thả một vài tinh thể patassium dichromate K₂Cr₂O₇ màu cam đỏ vào nước, tinh thể patassium dichromate (K₂Cr₂O₇) tan trong nước ⇒ Độ mất trật tự của các ion trong tinh thể tăng ⇒ Entropy của quá trình hòa tan này tăng.

Bài 2:

$\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = $S_{298}^{o}$(Al₂O₃(s))+ 3.$ S_{298}^{o}$(H₂(g)) - 2. $ S_{298}^{o}$(Al(s)) - 3. $ S_{298}^{o$(H₂O(l)) = 50,9 + 3.130,7 – 2.28,3 – 3.70,0 = 176,4 J/K

Ở điều kiện chuẩn T = 298 K

Ta có: $\Delta _{r}G_{298}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ - 298. $\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = -818,3.1000 – 298.176,4 = -870867,2 J < 0

$\Delta _{r}G_{298}^{o}$ rất âm ở điều kiện chuẩn vì thế phản ứng này tự xảy ra.

Các đồ vật bằng nhôm được sử dụng rất phổ biến vì Al phản ứng dễ dàng với H₂O ở điều kiện chuẩn để tạo thành lớp màng oxide Al₂O₃ bền vững. Lớp màng này bảo vệ cho nhôm kim loại chống lại các tác động ăn mòn của môi trường.

Bài 3: 

CHCl₃(l)  → CHCl₃(g) 

$\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = $\Delta _{f}H_{298}^{o}$(CHCl3(g)) - $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ (CHCl3(l)) = - 102,7 - (-134,1) = 31,4 kJ

$\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = $S_{298}^{o}$(CHCl₃(g)) - $S_{298}^{o}$ (CHCl₃(l)) = 295,7 - 201,7 = 94 J/K

Ở điều kiện chuẩn T = 298 K, 1 bar

Ta có: $\Delta _{r}G_{298}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ - 298. $\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = 31,4.103 – 298.94 = 3388 J

Thực nghiệm T = 61,2 + 273 = 334,2 K

$\Delta _{r}G_{334,2}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{334,2}^{o}$ - 334,2. $\Delta _{r}S_{334,2}^{o}$ = 31,4.103 – 334,2.94 = -14,8 J

Thực nghiệm đo được giá trị $\Delta _{r}G_{334,2}^{o}$ âm hơn giá trị $\Delta _{r}G_{298}^{o}$.

Bài 4: 

a) Ở  25^oC tức 298 K

$\Delta _{r}G_{298}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ - 298. $\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = 710.10³ – 298.174,8 = 657909,6 J > 0

⇒ Phản ứng không tự xảy ra ở 25^oC.

b) Ở 500^oC tức (500 + 273) K = 773 K

Do biến thiên enthalpy và biến thiên entropy của phản ứng không phụ thuộc vào nhiệt độ.

$\Delta _{r}G_{298}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ - 773. $\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = 710.10³ – 773.174,8 = 574879,6 > 0

⇒ Phản ứng không tự xảy ra ở 500^oC

Bài 5:

$\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = $S_{298}^{o}$ (Na₂CO₃(s)) + $S_{298}^{o}$(H₂O(l)) + $S_{298}^{o}$(CO₂(g)) - 2.$S_{298}^{o}$(NaHCO₃(s))

$\Delta _{r}S_{298}^{o}$ = 135,0 + 70,0 + 213,8 – 2.101,7 = 215,4 J K^-1

Để phản ứng diễn ra cần có

$\Delta _{r}G_{298}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ - T. $\Delta _{r}S_{298}^{o}$  < 0

⇔ 9,16.10³ – T.215,4 < 0

⇔ T > 42,53 K hay T > -230,47^oC

Bài 6*:  4Fe(s) + 3O₂(g) → 2Fe₂O₃(s)

$\Delta _{r}H_{298}^{o}$ = 2.Δ$\Delta _{f}H_{298}^{o}$ (Fe₂O₃(s)) - 3. $\Delta _{f}H_{298}^{o}$(O₂(g)) – 4. $\Delta _{f}H_{298}^{o}$(Fe(s))

 = 2.(-824,2) – 3.0 – 4.0 = -1648,4 kJ

$\Delta _{r}S_{298}^{o}$= 2. $S_{298}^{o}$(Fe₂O₃(s)) - 3.$S_{298}^{o}$(O₂(g)) – 4. $S_{298}^{o}$(Fe(s))  = 2.87,4 – 3.205,2 – 4.27,3 = -550 J K^-1

$\Delta _{r}G_{298}^{o}$ = $\Delta _{r}H_{298}^{o}$ - T. $\Delta _{r}S_{298}^{o}$  = -1648,4.10³ – 298.(-550) = -1484500 J < 0

⇒ Ở điều kiện thường có thể tự xảy ra quá trình sắt bị biến đổi thành Fe₂O₃(s)

Bài 7*: Tại một nhiệt độ T: ∆_rG⁰ = ∆_rH⁰ - T∆S⁰

Biến thiên năng lượng tự do Gibbs, ∆_rG⁰ là tiêu chuẩn để đánh giá khả năng tự diễn biến của quá trình hoặc phản ứng hóa học ở nhiệt độ T và các yếu tố khác ở điều kiện chuẩn.

Vậy để dự đoán khả năng tự xảy ra phản ứng cần sử dụng ∆rG0, ∆rH0 .