Τι περιγράφει καλύτερα τις αλλαγές στην εντροπία στις αντιδράσεις αερίου;
* Αυξημένη μοριακή ελευθερία: Τα αέρια έχουν πολύ μεγαλύτερη ελευθερία κίνησης σε σύγκριση με τα υγρά ή τα στερεά. Έχουν περισσότερους μεταφραστικούς, περιστροφικούς και δονητικούς βαθμούς ελευθερίας. Οι αντιδράσεις που παράγουν περισσότερα μόρια αερίου ή όπου σχηματίζονται μόρια αερίου από πιο περιορισμένες καταστάσεις, οδηγούν γενικά σε αύξηση της εντροπίας.
* επέκταση όγκου: Οι αντιδράσεις που παράγουν περισσότερα γραμμάρια μορίων αερίου οδηγούν σε μεγαλύτερη επέκταση του όγκου. Αυτή η επέκταση αυξάνει τον αριθμό των πιθανών μικροσταθμών (ρυθμίσεις) για το σύστημα, με αποτέλεσμα υψηλότερη εντροπία.
Παραδείγματα:
* Καύση μεθανίου: CH4 (g) + 2Ο2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g)
* Ενώ τα προϊόντα έχουν λιγότερες γραμμομορείς αερίου, ο σχηματισμός υδρατμών (που είναι αέρια σε υψηλές θερμοκρασίες) οδηγεί σε καθαρή αύξηση της εντροπίας λόγω της αυξημένης μοριακής ελευθερίας και επέκτασης του όγκου.
* αποσύνθεση ανθρακικού ασβεστίου: Caco3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
* Ο σχηματισμός του αερίου CO2 από το στερεό αντιδραστήριο αυξάνει σημαντικά την εντροπία του συστήματος.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Εξαιρέσεις: Ορισμένες αντιδράσεις μπορεί να έχουν μείωση της εντροπίας εάν τα προϊόντα είναι πιο διατεταγμένα από τα αντιδραστήρια, ακόμη και αν περιλαμβάνουν αέρια. Για παράδειγμα, ο διμερισμός ενός αερίου για να σχηματίσει ένα μεγαλύτερο μόριο.
* Θερμοκρασία: Οι αλλαγές εντροπίας επηρεάζονται επίσης από τη θερμοκρασία. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τα μόρια αερίου έχουν μεγαλύτερη κινητική ενέργεια, αυξάνοντας την εντροπία τους.
Συνοπτικά:
Οι μεταβολές της εντροπίας στις αντιδράσεις αερίου οδηγούνται κυρίως από την αύξηση της μοριακής ελευθερίας και της επέκτασης του όγκου που συμβαίνει όταν παράγονται περισσότερα μόρια αερίου. Ενώ υπάρχουν εξαιρέσεις, η γενική τάση είναι προς την αύξηση της εντροπίας.
