Γιατί οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν πάντα μια αλλαγή στην ενέργεια;

Οι χημικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν πάντα μια αλλαγή στην ενέργεια επειδή περιλαμβάνουν το σπάσιμο και τη δημιουργία χημικών δεσμών. Όταν οι χημικοί δεσμοί σπάνε, η ενέργεια απορροφάται. Όταν σχηματίζονται χημικοί δεσμοί, απελευθερώνεται ενέργεια. Η ποσότητα ενέργειας που απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από τη δύναμη των χημικών δεσμών που σπάζουν και σχηματίζονται.

Η αλλαγή ενθαλπίας μιας χημικής αντίδρασης είναι η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται ή απελευθερώνεται από την αντίδραση σε σταθερή πίεση. Εάν η αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης είναι θετική, τότε η αντίδραση είναι ενδοθερμική και η θερμότητα απορροφάται από το περιβάλλον. Εάν η αλλαγή ενθαλπίας μιας αντίδρασης είναι αρνητική, τότε η αντίδραση είναι εξωθερμική και η θερμότητα απελευθερώνεται στο περιβάλλον.

Η αλλαγή της εντροπίας μιας χημικής αντίδρασης είναι η μεταβολή του βαθμού διαταραχής του συστήματος κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Εάν η αλλαγή της εντροπίας μιας αντίδρασης είναι θετική, τότε η αντίδραση είναι αυθόρμητη και θα συμβεί χωρίς την ανάγκη για εξωτερική πηγή ενέργειας. Εάν η αλλαγή της εντροπίας μιας αντίδρασης είναι αρνητική, τότε η αντίδραση είναι μη-νησί και δεν θα συμβεί χωρίς την ανάγκη για εξωτερική πηγή ενέργειας.

Η αλλαγή ενέργειας Gibbs ελεύθερης ενέργειας μιας χημικής αντίδρασης είναι η ενέργεια που είναι διαθέσιμη για εργασία κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Εάν η αλλαγή ενέργειας Gibbs ελεύθερης ενέργειας είναι αρνητική, τότε η αντίδραση είναι αυθόρμητη και θα συμβεί χωρίς την ανάγκη για εξωτερική πηγή ενέργειας. Εάν η αλλαγή ενέργειας Gibbs ελεύθερης ενέργειας μιας αντίδρασης είναι θετική, τότε η αντίδραση είναι μη-νυχτερινή και δεν θα συμβεί χωρίς την ανάγκη για εξωτερική πηγή ενέργειας.

Συνοπτικά, οι χημικές αντιδράσεις συνεπάγονται πάντα μια αλλαγή στην ενέργεια επειδή περιλαμβάνουν το σπάσιμο και τη δημιουργία χημικών δεσμών. Η ποσότητα ενέργειας που απορροφάται ή απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια μιας χημικής αντίδρασης εξαρτάται από τη δύναμη των χημικών δεσμών που σπάζουν και σχηματίζονται. Η αλλαγή ενθαλπίας, η αλλαγή της εντροπίας και η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας Gibbs μιας χημικής αντίδρασης είναι όλοι σημαντικοί παράγοντες που καθορίζουν εάν η αντίδραση θα είναι αυθόρμητη ή μη προσωπική.