రసాయన ఉష్ణగతిక శాస్త్రం

భావన కోర్

ΔH, ΔS, ΔG — ప్రతిచర్య సహజత్వం
ΔG = ΔH - TΔS (గిబ్స్-హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ సమీకరణం)

ΔHΔSΔGసహజత్వం
-+ఎల్లప్పుడూ -అన్ని T వద్ద సహజం
+-ఎల్లప్పుడూ +అన్ని T వద్ద అసహజం
--T తక్కువ: - ; T ఎక్కువ: +తక్కువ T లో సహజం
++T తక్కువ: + ; T ఎక్కువ: -అధిక T లో సహజం

ΔH	ΔS	ΔG	సహజత్వం
-	+	ఎల్లప్పుడూ -	అన్ని T వద్ద సహజం
+	-	ఎల్లప్పుడూ +	అన్ని T వద్ద అసహజం
-	-	T తక్కువ: - ; T ఎక్కువ: +	తక్కువ T లో సహజం
+	+	T తక్కువ: + ; T ఎక్కువ: -	అధిక T లో సహజం

ఎంథల్పీ (ΔH)

స్థిర పీడనంలో ఉష్ణ మార్పు: ΔH = ΔU + PΔV = ΔU + nΔRT

ఉష్ణోత్పాది (Exothermic): ΔH < 0 (ఉష్ణం వెలువడుతుంది)

అంతస్థ (Endothermic): ΔH > 0 (ఉష్ణం శోషించుకుంటుంది)

హెస్ నియమం: ΔH_total = ΣΔH_steps (మార్గ-స్వతంత్రం)

ఎంట్రోపీ (ΔS)

ΔS = Q_rev/T (స్థిర ఉష్ణోగ్రతలో)

ΔS పెరుగుతుంది: అస్తవ్యస్తత పెరిగినప్పుడు

ఘన→ద్రవ→వాయువు: ΔS పెరుగుతుంది

వాయు మోల్లు పెరిగినప్పుడు: ΔS_rxn > 0

ΔG మరియు K సంబంధం

ΔG° = -RT ln K = -2.303 RT log K

ΔG° < 0 → K > 1 → ఉత్పత్తుల వైపు

ΔG° > 0 → K < 1 → క్రియాజనకాల వైపు

ΔG° = 0 → K = 1 → సమతుల్యం

నిర్మాణ ఎంథల్పీ

ΔH°f = మూల మూలకాల నుండి 1 mol సమ్మేళనం ఏర్పడే ఎంథల్పీ

ΔH°rxn = ΣΔH°f(ఉత్పత్తులు) - ΣΔH°f(క్రియాజనకాలు)

మూల మూలకాల ΔH°f = 0 (నిర్వచనం ప్రకారం)

బంధ ఎంథల్పీ

ΔH°rxn = Σ(విచ్ఛిన్నమైన బంధ శక్తులు) - Σ(ఏర్పడిన బంధ శక్తులు)

బంధం విచ్ఛిన్నం: ఎండోథర్మిక్ (+ΔH)

బంధం ఏర్పడటం: ఎగ్జోథర్మిక్ (-ΔH)

సూత్ర వాల్ట్

గిబ్స్ శక్తి

ΔG = ΔH - TΔS

T = Kelvin లో

ΔG° మరియు K

ΔG° = -RT ln K

ΔG<0: సహజం

ΔH మరియు ΔU

ΔH = ΔU + ΔnRT

Δn = వాయు మోల్ మార్పు

హెస్ నియమం

ΔH_total = ΣΔH_steps

మార్గ-స్వతంత్రం

ΔH°rxn నుండి ΔH°f

ΔH°rxn = ΣΔH°f(P) - ΣΔH°f(R)

ఉత్పత్తులు - క్రియాజనకాలు

బంధ ఎంథల్పీ

ΔH = Σ(విచ్ఛిన్న) - Σ(ఏర్పడిన)

విచ్ఛిన్నం ఎండోథర్మిక్

స్వతంత్ర ఉష్ణ

ΔS = Q_rev/T

సంరక్షణ: ΔS_universe ≥ 0

ΔG < 0 షరతు

TΔS > ΔH

సహజ ప్రక్రియ

పరిష్కృత ఉదాహరణలు

సులభం ΔH=-100kJ, ΔS=200J/K, T=500K అయిన ΔG▾

ΔH=-100kJ, ΔS=200J/K=0.2kJ/K, T=500K. ΔG=?

ΔG = ΔH-TΔS = -100-500×0.2 = -100-100 = -200 kJ

✓ ΔG = -200 kJ (సహజం)

మధ్యస్థం ΔH=+30kJ, ΔS=+100J/K అయిన ఏ T వద్ద ΔG<0?▾

ΔH=+30kJ, ΔS=+100J/K=0.1kJ/K. ΔG<0 కు T=?

ΔG < 0 → TΔS > ΔH → T > ΔH/ΔS = 30/0.1 = 300K

✓ T > 300K వద్ద ΔG < 0 (సహజం)

EAPCET స్థాయి C(s)+O₂(g)→CO₂(g) ΔH°f నుండి ΔH°rxn▾

ΔH°f(CO₂) = -393.5 kJ/mol, C మరియు O₂ = 0. ΔH°rxn = ?

ΔH°rxn = ΣΔH°f(ఉత్పత్తులు) - ΣΔH°f(క్రియాజనకాలు)

= -393.5 - (0+0) = -393.5 kJ/mol

✓ ΔH°rxn = -393.5 kJ/mol (ఉష్ణోత్పాది)

ఉచ్చు ప్రశ్న ΔH<0 అయితే ప్రతిచర్య స్వయంచాలకంగా జరుగుతుందా?▾

ΔH<0 మాత్రమే ప్రతిచర్య సహజంగా జరుగుతుందని చాలానని?

ఉచ్చు: ΔH<0 → స్వయంచాలకం అని చెప్తారు. ఇది అసంపూర్ణం.

ΔG = ΔH-TΔS. ΔH<0 అయినా ΔS<<0 మరియు T అధికమైతే ΔG > 0 అవుతుంది.

సహజత్వం నిర్ణయించేది ΔG, ΔH మాత్రమే కాదు.

✓ ΔG < 0 మాత్రమే స్వయంచాలకత నిర్ణయిస్తుంది. ΔH మాత్రమే సరిపోదు.

తప్పుల విశ్లేషణ

🌡️

ΔG = ΔH+TΔS అని రాయడం

ΔG = ΔH-TΔS. మైనస్ సంకేతం ముఖ్యం.

❌ తప్పు

ΔG = ΔH+TΔS ✗

✓ సరైనది

ΔG = ΔH-TΔS ✓
మైనస్ TΔS

💡 ΔG = ΔH-TΔS. "G = H minus TS" గుర్తుంచుకోండి.

🔥

ΔS°rxn = ఏకపక్షంగా చెప్పడం

ΔS°rxn = Σ S°(ఉత్పత్తులు) - Σ S°(క్రియాజనకాలు). ΔH°f లాగానే.

❌ తప్పు

వాయు ఉత్పత్తి → ΔS<0 ✗
(వాయువులు అస్తవ్యస్తత
పెంచుతాయి)

✓ సరైనది

వాయు ఉత్పత్తి → ΔS>0 ✓
ఘన→వాయువు:
అస్తవ్యస్తత పెరుగుతుంది

💡 ఘన<ద్రవ<వాయువు అస్తవ్యస్తత క్రమం. వాయువు ఏర్పడుతే ΔS>0.

⚗️

ΔH°f(మూల మూలకాలు) ≠ 0 అని అనుకోవడం

మూల స్థితిలో ఉన్న మూల మూలకాల ΔH°f = 0 నిర్వచనం ప్రకారం.

❌ తప్పు

ΔH°f(O₂) ≠ 0 ✗
ΔH°f(Fe) ≠ 0 ✗

✓ సరైనది

ΔH°f(O₂) = 0 ✓
ΔH°f(C,గ్రాఫైట్) = 0 ✓
మూల స్థితి మూలకాలు

💡 నిర్వచనం: మూల స్థితి మూలకాల ΔH°f = 0. O₂, N₂, H₂, C(గ్రాఫైట్), Fe — అన్నీ 0.

📊

ΔH మరియు ΔU గందరగోళం

ΔH = ΔU + ΔnRT. వాయు మోల్ మార్పు ఉంటే వేర్వేరు.

❌ తప్పు

ΔH = ΔU ఎల్లప్పుడూ ✗

✓ సరైనది

ΔH = ΔU + ΔnRT ✓
Δn = వాయు మోల్ మార్పు
Δn=0: ΔH=ΔU

💡 ΔH = ΔU+ΔnRT. Δn=0 అయిన ప్రతిచర్యలకు (ఘన/ద్రవ మాత్రమే) ΔH = ΔU.

అధ్యాయ తెలివిడి

EAPCET వెయిటేజ్

ΔG సహజత్వ నిర్ణయం

ΔH°rxn నుండి ΔH°f

ΔG = ΔH-TΔS లెక్కలు

బంధ ఎంథల్పీ

PYQ నమూనాలు

ΔG=ΔH-TΔSΔH<0,ΔS<0 T పరిధి ΔH°rxn = ΣΔH°f(P)-ΣΔH°f(R)K నుండి ΔG°

పరీక్షా వ్యూహం

ΔG = ΔH-TΔS. ΔG<0: సహజం, ΔG>0: అసహజం, ΔG=0: సమతుల్యం.
ΔH<0, ΔS>0: అన్ని T లో సహజం. ΔH>0, ΔS<0: ఎప్పుడూ అసహజం.
ΔH°rxn = ΣΔH°f(ఉత్పత్తులు) - ΣΔH°f(క్రియాజనకాలు). మూల మూలకాల ΔH°f = 0.

రసాయన ఉష్ణగతిక శాస్త్రం

భావన కోర్

సూత్ర వాల్ట్

పరిష్కృత ఉదాహరణలు

తప్పుల విశ్లేషణ

అధ్యాయ తెలివిడి

💡 Suggestions & Feedback

Thank you!