Τι θα σχηματίσει μια αυθόρμητη αντίδραση στα 298 K;

Μια αυθόρμητη αντίδραση στα 298 K (25 ° C) είναι μια αντίδραση που εμφανίζεται χωρίς καμία εξωτερική είσοδο ενέργειας , όπως θερμότητα ή φως. Για να προσδιορίσουμε εάν μια αντίδραση είναι αυθόρμητη, εξετάζουμε τη Gibbs Free Energy Change (ΔG) :

* ΔG <0: Η αντίδραση είναι αυθόρμητη (Exergonic)

* ΔG> 0: Η αντίδραση είναι μη προσωπική (ενδογονική)

* ΔG =0: Η αντίδραση είναι σε ισορροπία

Η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας Gibbs σχετίζεται με αλλαγή ενθαλπίας (ΔH) και αλλαγή εντροπίας (ΔS) από την εξίσωση:

ΔG =ΔH - TΔS

όπου:

* ΔH είναι η αλλαγή στην ενθαλπία (απελευθερώνεται ή απορροφάται θερμότητα)

* t είναι η θερμοκρασία στο Kelvin

* ΔS είναι η αλλαγή στην εντροπία (διαταραχή ή τυχαία)

Επομένως, μια αυθόρμητη αντίδραση στα 298 K μπορεί να συμβεί στα ακόλουθα σενάρια:

1. Εξοθερμική αντίδραση (ΔH <0) με αύξηση της εντροπίας (ΔS> 0): Αυτό το σενάριο οδηγεί πάντα σε αρνητικό ΔG, καθιστώντας την αντίδραση αυθόρμητη.

2. Εξοθερμική αντίδραση (ΔH <0) με μικρή μείωση της εντροπίας (ΔS <0): Εάν η αλλαγή ενθαλπίας είναι σημαντικά αρνητική, μπορεί να ξεπεράσει μια μικρή μείωση της εντροπίας, οδηγώντας σε αρνητική Δg και αυθόρμητη αντίδραση.

3. Ενδοθερμική αντίδραση (ΔH> 0) με μεγάλη αύξηση στην εντροπία (ΔS> 0): Εάν η αύξηση της εντροπίας είναι αρκετά σημαντική για να αντισταθμίσει τη θετική αλλαγή ενθαλπίας, η αντίδραση θα έχει αρνητικό ΔG και θα είναι αυθόρμητη.

Παραδείγματα αυθόρμητων αντιδράσεων στα 298 Κ:

* Καύση καυσίμων: Exothermic με μεγάλη αύξηση στην εντροπία.

* Διάλυση επιτραπέζιου αλατιού σε νερό: Endothermic με μεγάλη αύξηση στην εντροπία.

* Αντίδραση εξουδετέρωσης ενός ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση: Exothermic με μικρή αύξηση στην εντροπία.

Σημείωση: Ο αυθορμητισμός μιας αντίδρασης μπορεί επίσης να επηρεαστεί από παράγοντες όπως η συγκέντρωση, η πίεση και η παρουσία καταλυτών.