Τι ισχύει για τις αυθόρμητες αντιδράσεις όταν σκεφτόμαστε χημικά συστήματα;
Βασικές έννοιες
* αυθόρμητη αντίδραση: Μια αντίδραση που συμβαίνει χωρίς εξωτερική είσοδο ενέργειας. Αυτές οι αντιδράσεις προχωρούν σε μια κατεύθυνση που αυξάνει τη συνολική σταθερότητα του συστήματος.
* Gibbs Free Energy (ΔG): Μια θερμοδυναμική ποσότητα που προβλέπει τον αυθορμητισμό μιας αντίδρασης.
* εντροπία (ΔS): Ένα μέτρο διαταραχής ή τυχαιότητας μέσα σε ένα σύστημα.
* Ενθαλπία (ΔH): Ένα μέτρο της μεταβολής της θερμικής ενέργειας σε μια αντίδραση.
Τι είναι αλήθεια για αυθόρμητες αντιδράσεις:
1. Αρνητική ελεύθερη ενέργεια Gibbs (ΔG <0): Το καθοριστικό χαρακτηριστικό μιας αυθόρμητης αντίδρασης. Ένα αρνητικό ΔG δείχνει ότι τα προϊόντα έχουν χαμηλότερη ελεύθερη ενέργεια από τα αντιδραστήρια, καθιστώντας την αντίδραση ενεργά ευνοϊκή.
2. αυξημένη εντροπία (ΔS> 0): Οι αυθόρμητες αντιδράσεις τείνουν να αυξάνουν τη διαταραχή ή την τυχαιότητα του συστήματος. Αυτό δεν σημαίνει ότι πάντα οδηγούν σε βρώμικα προϊόντα, αλλά το συνολικό σύστημα γίνεται λιγότερο διατεταγμένο.
3. μπορεί να είναι ενδοθερμική ή εξωθερμική:
* εξωθερμικές αντιδράσεις (ΔH <0): Απελευθερώστε τη θερμότητα στο περιβάλλον, συμβάλλοντας στον αυθορμητισμό.
* ενδοθερμικές αντιδράσεις (ΔH> 0): Απορροφήστε θερμότητα από το περιβάλλον. Για να είναι αυθόρμητες αυτές οι αντιδράσεις, η αύξηση της εντροπίας πρέπει να είναι αρκετά μεγάλη ώστε να ξεπεράσει την δυσμενή αλλαγή ενθαλπίας.
4. Όχι απαραίτητα γρήγορα: Ο αυθορμητισμός αναφέρεται στην τάση της αντίδρασης να συμβεί, όχι στην ταχύτητά του. Ορισμένες αυθόρμητες αντιδράσεις συμβαίνουν πολύ αργά λόγω των υψηλών ενεργειών ενεργοποίησης.
Σημαντικές εκτιμήσεις
* Οι συνθήκες έχουν σημασία: Ο αυθορμητισμός μπορεί να εξαρτάται από τη θερμοκρασία, την πίεση και τη συγκέντρωση. Μια αντίδραση μπορεί να είναι αυθόρμητη κάτω από ένα σύνολο συνθηκών και μη-άποψης κάτω από άλλο.
* Ισορροπία: Ενώ μια αυθόρμητη αντίδραση ευνοεί τον σχηματισμό προϊόντων, δεν σημαίνει ότι η αντίδραση ολοκληρώνεται. Τελικά, επιτυγχάνεται μια κατάσταση ισορροπίας όπου τα ποσοστά των προθεσμιακών και αντιστροφών είναι ίσοι.
Ενημερώστε με αν θέλετε να εξερευνήσετε συγκεκριμένα παραδείγματα ή να εμβαθύνετε βαθύτερα στις θερμοδυναμικές αρχές πίσω από αυθόρμητες αντιδράσεις.
