Πώς σχετίζεται η ενθαλπία με την αυθόρμητη αντίδραση;

Η ενθαλπία (Η) είναι μια θερμοδυναμική ιδιότητα που μετρά τη συνολική ενέργεια ενός συστήματος, συμπεριλαμβανομένης της εσωτερικής ενέργειας (U), της πίεσης (P) και του όγκου (V):

h =u + pv

Ενώ η ίδια η ενθαλπία δεν καθορίζει άμεσα τον αυθορμητισμό μιας αντίδρασης, η αλλαγή της (ΔH) παίζει έναν κρίσιμο ρόλο. Εδώ είναι:

1. Εξθερμικές αντιδράσεις (ΔH <0):

* Απελευθερώστε τη θερμότητα στο περιβάλλον.

* ευνοϊκή όσον αφορά την ενθαλπία , καθώς το σύστημα χάνει ενέργεια, καθιστώντας το πιο σταθερό.

* Ωστόσο, όχι πάντα αυθόρμητο , καθώς άλλοι παράγοντες όπως η εντροπία μπορούν να επηρεάσουν τη διαδικασία.

2. Ενδοθερμικές αντιδράσεις (ΔH> 0):

* απορροφήστε τη θερμότητα από το περιβάλλον.

* δυσμενείς όσον αφορά την ενθαλπία , καθώς το σύστημα κερδίζει ενέργεια, καθιστώντας το λιγότερο σταθερό.

* συνήθως όχι αυθόρμητο , απαιτώντας την είσοδο εξωτερικής ενέργειας να προχωρήσει.

Gibbs Free Energy (G):

Για να προβλέψουμε με ακρίβεια τον αυθορμητισμό, πρέπει να εξετάσουμε τόσο την αλλαγή ενθαλπίας (ΔH) όσο και την αλλαγή εντροπίας (ΔS) χρησιμοποιώντας την ελεύθερη ενέργεια Gibbs (G):

ΔG =ΔH - TΔS

* ΔS> 0: Αυξημένη διαταραχή ή τυχαιότητα στο σύστημα, γενικά ευνοϊκή.

* t: Θερμοκρασία στο Kelvin.

Αρχονικότητα και Gibbs Free Energy:

* ΔG <0: Η αντίδραση είναι αυθόρμητη (ευνοϊκή) υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

* ΔG> 0: Η αντίδραση είναι μη προσωπική (δυσμενής) υπό συγκεκριμένες συνθήκες.

* ΔG =0: Η αντίδραση είναι σε ισορροπία, όπου οι ρυθμοί προς τα εμπρός και αντίστροφα είναι ίσα.

Συνοπτικά:

Η αλλαγή ενθαλπίας από μόνη της δεν εγγυάται τον αυθορμητισμό. Η ελεύθερη ενέργεια του Gibbs, που ενσωματώνει τόσο ενθαλπία όσο και εντροπία, είναι ο τελικός δείκτης για το αν μια αντίδραση θα προχωρήσει αυθόρμητα υπό συγκεκριμένες συνθήκες.