Ποια μορφή αυθόρμητη αντίδραση στα 298 K;

Μια αυθόρμητη αντίδραση στα 298 K (25 ° C) είναι μια αντίδραση που θα προχωρήσει χωρίς την ανάγκη για εξωτερική ενέργεια. Εδώ είναι πώς να προσδιορίσετε εάν μια αντίδραση είναι αυθόρμητη:

Βασικές έννοιες

* Gibbs Free Energy (ΔG): Ο σημαντικότερος παράγοντας που καθορίζει τον αυθορμητισμό.

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

* ΔG> 0:Η αντίδραση είναι μη-νησί (δεν ευνοείται)

* ΔG =0:Η αντίδραση είναι σε ισορροπία.

* Ενθαλπία (ΔH): Η αλλαγή της θερμικής ενέργειας κατά τη διάρκεια της αντίδρασης.

* ΔH <0:Exothermic αντίδραση (απελευθερώνει θερμότητα)

* ΔH> 0:Η ενδοθερμική αντίδραση (απορροφά θερμότητα)

* εντροπία (ΔS): Η μεταβολή της διαταραχής ή της τυχαιότητας του συστήματος.

* ΔS> 0:Αυξημένη διαταραχή (περισσότερη τυχαία)

* ΔS <0:μειωμένη διαταραχή (περισσότερη σειρά)

Η σχέση

Η εξίσωση Gibbs Free Energy σχετίζεται με αυτούς τους παράγοντες:

ΔG =ΔH - TΔS

Οπου:

* T είναι η θερμοκρασία στο Kelvin (298 K σε αυτή την περίπτωση)

Ανάλυση του αυθορμητισμού στα 298 k

Για να προσδιορίσετε τον αυθορμητισμό στα 298 K, εξετάστε τα ακόλουθα σενάρια:

* εξωθερμικές αντιδράσεις (ΔH <0): Αυτές οι αντιδράσεις είναι πιο πιθανό να είναι αυθόρμητες επειδή απελευθερώνουν θερμότητα, καθιστώντας ΔG πιο αρνητική. Ωστόσο, εάν η μείωση της εντροπίας (ΔS <0) είναι σημαντική, θα μπορούσε να αντισταθμίσει την αρνητική ενθαλπία και να κάνει την αντίδραση μη-αδρανών.

* ενδοθερμικές αντιδράσεις (ΔH> 0): Αυτές οι αντιδράσεις είναι λιγότερο πιθανό να είναι αυθόρμητες, αλλά μπορούν να γίνουν αυθόρμητες εάν η αύξηση της εντροπίας (ΔS> 0) είναι αρκετά μεγάλη για να ξεπεράσει τη θετική ενθαλπία.

Παραδείγματα

* Καύση καυσίμων: Exothermic και παράγει περισσότερα μόρια αερίου (αυξημένη εντροπία). Αυτό καθιστά το ΔG εξαιρετικά αρνητικό, με αποτέλεσμα μια αυθόρμητη αντίδραση.

* τήξη πάγου: Endothermic αλλά έχει ως αποτέλεσμα αυξημένη εντροπία (περισσότερη διαταραχή σε υγρό νερό). Η αύξηση της εντροπίας μπορεί να κάνει τη διαδικασία αυθόρμητη σε θερμοκρασίες πάνω από 0 ° C.

Σημαντικές σημειώσεις

* Ο αυθορμισμός δεν σημαίνει γρήγορα: Μια αυθόρμητη αντίδραση μπορεί να συμβεί αργά εάν η ενέργεια ενεργοποίησης είναι υψηλή.

* Ισορροπία: Μια αντίδραση σε ισορροπία (ΔG =0) δεν είναι αυθόρμητη προς οποιαδήποτε κατεύθυνση.

* Τυπικές συνθήκες: Οι τιμές των ΔH και Δs καθορίζονται συνήθως υπό τυποποιημένες συνθήκες (298 Κ και 1 atm).

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν έχετε μια συγκεκριμένη αντίδραση στο μυαλό και μπορώ να σας βοηθήσω να αναλύσετε τον αυθορμητισμό!