Πώς θα επηρεάσει η θερμοκρασία τον αυθορμητισμό της αντίδρασης με θετικά Η και S;
Κατανόηση των εννοιών
* Ενθαλπία (ΔH): Αντιπροσωπεύει την αλλαγή θερμότητας μιας αντίδρασης. Ένα θετικό ΔH δείχνει μια ενδοθερμική αντίδραση (απορροφάται η θερμότητα).
* εντροπία (ΔS): Αντιπροσωπεύει τη διαταραχή ή την τυχαία κατάσταση ενός συστήματος. Ένα θετικό ΔS υποδεικνύει αύξηση της διαταραχής.
* Αρχονικότητα: Που προσδιορίζεται από την ελεύθερη ενέργεια Gibbs (ΔG). Ένα αρνητικό ΔG σημαίνει ότι μια αντίδραση είναι αυθόρμητη (εμφανίζεται χωρίς είσοδο εξωτερικής ενέργειας).
Η εξίσωση
Η σχέση μεταξύ αυτών των παραγόντων περιγράφεται από την εξίσωση ελεύθερης ενέργειας Gibbs:
ΔG =ΔH - TΔS
Οπου:
* ΔG =Gibbs ελεύθερη αλλαγή ενέργειας
* ΔH =αλλαγή ενθαλπίας
* T =θερμοκρασία στο Kelvin
* ΔS =αλλαγή εντροπίας
Ανάλυση
* θετική ΔH: Η αντίδραση απορροφά τη θερμότητα, καθιστώντας την λιγότερο ευνοϊκή από την άποψη της ενέργειας.
* θετική ΔS: Η αντίδραση αυξάνει τη διαταραχή, καθιστώντας την πιο ευνοϊκή από την άποψη της εντροπίας.
Επίδραση της θερμοκρασίας
* Χαμηλή θερμοκρασία: Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο όρος TΔS είναι σχετικά μικρός. Το θετικό ΔH κυριαρχεί, οδηγώντας σε ένα θετικό ΔG, καθιστώντας την αντίδραση μη-συγγενή .
* υψηλή θερμοκρασία: Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, ο όρος TΔS γίνεται μεγαλύτερος. Εάν ο όρος TΔS γίνει μεγαλύτερος από τον όρο ΔH, το συνολικό ΔG γίνεται αρνητικό, καθιστώντας την αντίδραση αυθόρμητη .
Περίληψη
Μια αντίδραση με θετικά ΔH και Δs θα γίνει πιο αυθόρμητη καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία. Σε χαμηλές θερμοκρασίες, η ενδοθερμική φύση της αντίδρασης κυριαρχεί, καθιστώντας την μη-συγγενή. Σε υψηλές θερμοκρασίες, η αύξηση της εντροπίας γίνεται πιο σημαντική, ξεπερνώντας το ενεργειακό φράγμα και καθιστώντας την αντίδραση αυθόρμητη.
