Τι μπορεί να ειπωθεί για μια αντίδραση με H -890 kJmol και S -0.24 kJ (mol k);
* Exothermic: Η αρνητική αλλαγή ενθαλπίας (ΔH =-890 kJ/mol) δείχνει ότι η αντίδραση απελευθερώνει θερμότητα στο περιβάλλον. Αυτό σημαίνει ότι είναι εξωθερμική.
* Μείωση στην εντροπία: Η αρνητική αλλαγή εντροπίας (ΔS =-0,24 kJ/(mol · k)) υποδεικνύει ότι η αντίδραση οδηγεί σε μείωση της διαταραχής ή της τυχαιότητας. Αυτό σημαίνει ότι τα προϊόντα είναι πιο διατεταγμένα από τα αντιδραστήρια.
Προσδιορισμός του αυθορμητισμού (Gibbs Free Energy):
Για να διαπιστωθεί εάν η αντίδραση είναι αυθόρμητη ή όχι, πρέπει να εξετάσουμε την Gibbs Free Energy Change (ΔG):
* ΔG =ΔH - TΔS
* t: Θερμοκρασία στο Kelvin
Ο αυθορμητισμός της αντίδρασης εξαρτάται από τη θερμοκρασία:
* σε χαμηλές θερμοκρασίες: Ο αρνητικός όρος ενθαλπίας θα κυριαρχήσει, καθιστώντας τη ΔG αρνητική και έτσι την αντίδραση αυθόρμητη.
* σε υψηλές θερμοκρασίες: Ο αρνητικός όρος εντροπίας, πολλαπλασιασμένος με υψηλή θερμοκρασία, θα γίνει πιο σημαντικός. Εάν ο όρος TΔS γίνει μεγαλύτερος από τον όρο ΔH, η ΔG θα γίνει θετική, καθιστώντας την αντίδραση μη-αδρανών.
Βασικά σημεία:
* Οι εξωθερμικές αντιδράσεις ευνοούνται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Η απελευθέρωση της θερμότητας βοηθά στην προώθηση της αντίδρασης.
* Οι αντιδράσεις με μείωση της εντροπίας ευνοούνται σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, ο όρος εντροπίας γίνεται πιο σημαντικός, καθιστώντας την αντίδραση λιγότερο ευνοϊκή.
Παράδειγμα:
Εξετάστε τη θερμοκρασία 298 K (25 ° C):
* ΔG =-890 kJ/mol -(298 K) ( -0,24 kJ/(mol · k))
* ΔG =-890 kJ/mol + 71.52 kJ/mol
* ΔG =-818.48 kJ/mol
Σε αυτή τη θερμοκρασία, η αντίδραση είναι αυθόρμητη επειδή η ΔG είναι αρνητική.
Συμπέρασμα:
Η αντίδραση είναι εξωθερμική και οδηγεί σε μείωση της εντροπίας. Ο αυθορμητισμός του εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, είναι πιθανό να είναι αυθόρμητο, αλλά σε υψηλότερες θερμοκρασίες, μπορεί να γίνει μη-νησί.
