Какова энергия Гиббса и возможность протекания реакции нейтрализации гидроксида кальция с соляной кислотой

При решении задачи о вычислении энергии Гиббса и возможности протекания реакции нейтрализации между гидроксидом кальция и соляной кислотой, нужно учесть несколько факторов.

1. Сначала составим уравнение реакции:
\[Ca(OH)_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2O\]

2. Затем посмотрим на таблицу стандартных термодинамических характеристик и найдем значения стандартной энтальпии образования (\(\Delta H^\circ\)) и стандартной энтропии (\(\Delta S^\circ\)) для всех реагентов и продуктов реакции.
Для гидроксида кальция (\(Ca(OH)_2\)) и соляной кислоты (\(HCl\)) нужно найти эти значения.

3. После этого используем формулу для вычисления энергии Гиббса (\(\Delta G^\circ\)):
\(\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T \cdot \Delta S^\circ\)
где \(\Delta H^\circ\) - стандартная энтальпия образования, \(\Delta S^\circ\) - стандартная энтропия, а \(T\) - температура в Кельвинах.

4. Подставим найденные значения в формулу и вычислим энергию Гиббса (\(\Delta G^\circ\)) для заданной температуры. Если получившееся значение отрицательно, то реакция может протекать, а если положительно, то реакция не может протекать.

Теперь давайте посмотрим на конкретные значения и проведем вычисления для заданной реакции нейтрализации гидроксида кальция с соляной кислотой при температуре +2°С.

Значения стандартной энтальпии образования \(\Delta H^\circ\) и стандартной энтропии \(\Delta S^\circ\) для \(Ca(OH)_2\), \(HCl\) и \(H_2O\) представлены ниже (в кДж/моль и Дж/моль·К):
\(\Delta H^\circ(Ca(OH)_2) = -986.2\), \(\Delta S^\circ(Ca(OH)_2) = 171.1\)
\(\Delta H^\circ(HCl) = -167.2\), \(\Delta S^\circ(HCl) = 186.9\)
\(\Delta H^\circ(H_2O) = -285.8\), \(\Delta S^\circ(H_2O) = 69.9\)

Температуру необходимо перевести в Кельвины: \(T = +2 + 273 = 275\) К.

Выполняем подстановку в формулу:
\(\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T \cdot \Delta S^\circ\)
\(\Delta G^\circ = (-986.2) - 275 \cdot (171.1 + 2 \cdot 186.9) = -986.2 - 275 \cdot (171.1 + 373.8) = -986.2 - 275 \cdot 544.9\)

Подсчитаем значение:
\(\Delta G^\circ = -986.2 - 149,597.5 = -150,583.7\) кДж/моль

Таким образом, энергия Гиббса для реакции нейтрализации гидроксида кальция с соляной кислотой при температуре +2°С составляет -150,583.7 кДж/моль. Поскольку энергия Гиббса отрицательна, то реакция может протекать при данной температуре.