Κοιτάζοντας ένα ελεύθερο ενεργειακό διάγραμμα για μια αντίδραση ισορροπίας Ποιο από τα ακόλουθα σενάρια θα ευνοήσει περισσότερο τον σχηματισμό;
Διάγραμμα ελεύθερης ενέργειας
* Ελεύθερη ενέργεια (g): Ο κατακόρυφος άξονας αντιπροσωπεύει την ελεύθερη ενέργεια Gibbs του συστήματος.
* Πρόοδος αντίδρασης: Ο οριζόντιος άξονας αντιπροσωπεύει την πρόοδο της αντίδρασης, που κινείται από αντιδραστήρια στα αριστερά στα προϊόντα στα δεξιά.
* κατάσταση μετάβασης: Η κορυφή του διαγράμματος αντιπροσωπεύει την κατάσταση μετάβασης, το υψηλότερο σημείο ενέργειας κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.
* ΔG (αλλαγή στην ελεύθερη ενέργεια): Η διαφορά στην ελεύθερη ενέργεια μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων. Ένα αρνητικό ΔG υποδεικνύει μια αυθόρμητη αντίδραση που ευνοεί τον σχηματισμό προϊόντων. Ένα θετικό ΔG υποδεικνύει μια μη-άποψη αντίδραση που ευνοεί τον σχηματισμό αντιδραστηρίου.
σενάρια που ευνοούν τα αντιδραστήρια
Εδώ είναι τα σενάρια που θα ευνοήσουν το σχηματισμό περισσότερων αντιδραστηρίων σε μια αντίδραση ισορροπίας, βασισμένη σε ένα ελεύθερο ενεργειακό διάγραμμα:
1. θετική ΔG (ελεύθερη αλλαγή ενέργειας): Εάν η ελεύθερη ενέργεια των προϊόντων είναι υψηλότερη από την ελεύθερη ενέργεια των αντιδραστηρίων (Δg είναι θετική), η αντίδραση είναι μη-νυχτερινή. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα θα ευνοήσει τα αντιδραστήρια.
2. Υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης: Μια πολύ υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης (η διαφορά στην ενέργεια μεταξύ των αντιδραστηρίων και της κατάστασης μετάβασης) θα δυσκολευτεί να προχωρήσει η αντίδραση. Αυτό επιβραδύνει αποτελεσματικά την αντίδραση προς τα εμπρός, ευνοώντας τα αντιδραστήρια.
3. Μεγάλη διαφορά στην ελεύθερη ενέργεια μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων: Ακόμη και αν το ΔG είναι αρνητικό (ευνοώντας προϊόντα), μια πολύ μεγάλη διαφορά στην ελεύθερη ενέργεια μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων θα μετατοπίσει έντονα την ισορροπία προς τα προϊόντα. Αυτό σημαίνει ότι η σταθερά ισορροπίας (k) θα είναι πολύ μεγάλη και η συγκέντρωση των αντιδραστηρίων θα είναι πολύ χαμηλή.
Συνοπτικά:
* Ένα θετικό ΔG ευνοεί πάντα τα αντιδραστήρια.
* Μια υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης μπορεί να εμποδίσει την αντίδραση προς τα εμπρός, ευνοώντας επίσης τα αντιδραστήρια.
* Μια μεγάλη διαφορά στην ελεύθερη ενέργεια μεταξύ αντιδραστηρίων και προϊόντων, ακόμη και αν είναι αρνητική, μπορεί να οδηγήσει σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις αντιδραστηρίων.
Παράδειγμα:
Εξετάστε μια αντίδραση με Δg +10 kJ/mol. Αυτό σημαίνει ότι τα προϊόντα έχουν υψηλότερη ελεύθερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια. Η ισορροπία θα βρίσκεται σε μεγάλο βαθμό στο πλάι των αντιδραστηρίων.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εξερευνήσετε ένα συγκεκριμένο παράδειγμα ή να έχετε περαιτέρω ερωτήσεις!
