ギブス自由エネルギーについて 転移について

質問

こんばんわ。
友人とレポートを作成していたのですがお互い分らず今全く進展しておらず困っています。

方解石とアラレ石の結晶系で温度圧力を変化させるとどちら側に転移するかという問いです。Ca=40

今２５℃・１atmでのデータが与えられています。

標準生成ギブス自由エネルギーΔG（KJmol^-1）
方解石 -128.76 アラレ石 -1127.71

標準生成エンタルピーΔG(KJmol^-1)
方解石 -1206.87 アラレ石 -1207.04

標準モルエンタルピーS(JK^-1mol^-1)
方解石 92.88 アラレ石 88.70

モル低圧熱容量Cp(JK^-1mol^-1)
方解石 81.88 アラレ石 81.25

密度ρ(gcm^-3)
方解石 2.710 アラレ石 2.930

問いには、
(1)25℃・１atmにおいて自発的にアラレ石に転移するかどうか？
(2)温度を上げると、この転移（アラレ石への転移）は促進されるか抑制されるか？
(3)圧力を上げるとこの転移は促進されるか抑制されるか？
(4)25℃でこの転移を自発的にするぎりぎりの圧力はいくらか？
すべて根拠も示せ。

友人と考えた結果、
(1)はΔG=ΔH-TΔS
を用いると方解石の方がアラレ石よりもGが小さいのでアラレ石へ転移しないとしました。
(2)は等圧変化なので
ΔS=Cplog(T2/T1)　{(T2/T1)温度が何倍になったか}
を用いると、ΔG=ΔH-TΔSより方解石の方がアラレ石よりもGが小さいのでアラレ石へ転移しないとしました。
(3)は等温変化であるとしか分からず、全く解くことが出来ませんでした。
(4)もまた分かりませんでした。

(1)(2)も合っているのか不安なので、(1)～(4)について教えて頂きたいと思い投稿しました。
是非ともよろしくお願いします。

回答No.2

banbanjump

２）～４）は、自信がありませんが、覚えている範囲で。

１）等温等圧では、Ｇを比較し、Ｇが小さい方に向かって反応が進むと思います。
２）昇温等圧では、同じ温度上昇でも定圧比熱が大きい方がＨが大きくなります。また、Ｓが大きいほどＴＳが大きくなります。Ｇ≡Ｈ－ＴＳと、これらの検討結果から、温度上昇によるＧの変化がどうなるかを調べればよいのではないでしょうか。
３）圧力が大きくなる場合は、密度を比較して、密度が大きい方（同じ質量で、体積が小さい方）に反応が進むのではないでしょうか。等温変化の場合、ＵやＴＳの項は影響がなく、ＰＶで判断。
４）等温変化なので、ＰＶ＝ＴＳのとき、平衡状態になり、温度、密度、エントロピーを代入して算出。

回答No.1

noname#62864

昔に習ったことなので、忘れてしまいましたが、お困りのようなので・・・
ここでは、体積変化を考慮する必要があると思います。
つまり、両者の密度が違うということは、同じ物質量あたりの体積が異なるということです。
ところが、解答で使っている式には体積や圧力が含まれていません。すなわち、エンタルピーHをそのまま用いるのではなく、H=U+PVの関係を使う必要があるのではないでしょうか。

・・自信はありませんし、具体的なこともわかりません。間違っていたらごめんなさい。何しろ昔に習ったことですので（しつこい）・・・
それとSはエントロピーです。単なるミスタイプでしょうが。