Πώς ξέρετε αν μια αντίδραση είναι ενθαλπία που οδηγείται από την εντροπία ή από τα δύο και την ενέργεια;
Κατανόηση της ενθαλπίας και της εντροπίας
* Ενθαλπία (ΔH): Αντιπροσωπεύει την αλλαγή θερμότητας μιας αντίδρασης.
* εξωθερμικές αντιδράσεις (ΔH <0): Απελευθερώστε τη θερμότητα στο περιβάλλον, κάνοντάς τα να αισθάνονται πιο ζεστά.
* ενδοθερμικές αντιδράσεις (ΔH> 0): Απορροφήστε τη θερμότητα από το περιβάλλον, κάνοντάς τους να αισθάνονται ψυχρότερα.
* εντροπία (ΔS): Αντιπροσωπεύει το βαθμό διαταραχής ή τυχαιότητας σε ένα σύστημα.
* Θετική αλλαγή εντροπίας (ΔS> 0): Τα προϊόντα είναι πιο διαταραγμένα από τα αντιδραστήρια.
* Αρνητική αλλαγή εντροπίας (ΔS <0): Τα προϊόντα είναι πιο διατεταγμένα από τα αντιδραστήρια.
Gibbs Free Energy (ΔG)
Ο αυθορμητισμός μιας αντίδρασης καθορίζεται από την αλλαγή στην ελεύθερη ενέργεια Gibbs (ΔG). Η εξίσωση για την ελεύθερη ενέργεια Gibbs είναι:
ΔG =ΔH - TΔS
Οπου:
* t είναι η θερμοκρασία στο Kelvin.
ερμηνεία των αποτελεσμάτων
* αυθόρμητες αντιδράσεις (ΔG <0): Η αντίδραση θα συμβεί χωρίς εξωτερική είσοδο ενέργειας.
* ΜΗΝ ΠΟΛΙΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΠΡΟΣΩΠΕΣ (ΔG> 0): Η αντίδραση δεν θα συμβεί εκτός εάν προστεθεί ενέργεια.
* ισορροπία (ΔG =0): Η αντίδραση βρίσκεται σε σημείο ισορροπίας όπου τα ποσοστά των εμπρόσθιων και αντίστροφων αντιδράσεων είναι ίσοι.
Προσδιορισμός της κινητήριας δύναμης
1. Αναλύστε ΔH:
* Εάν το ΔH είναι αρνητικό (εξωθερμικό), η ενθαλπία ευνοεί την αντίδραση.
* Εάν το ΔH είναι θετικό (ενδοθερμική), η ενθαλπία αντιτίθεται στην αντίδραση.
2. Αναλύστε ΔS:
* Εάν το ΔS είναι θετικό, η εντροπία ευνοεί την αντίδραση (περισσότερη διαταραχή).
* Εάν το ΔS είναι αρνητικό, η εντροπία αντιτίθεται στην αντίδραση (λιγότερη διαταραχή).
3. Εξετάστε τη θερμοκρασία:
* Σε υψηλές θερμοκρασίες, ο όρος TDS στην εξίσωση ελεύθερης ενέργειας Gibbs γίνεται πιο σημαντική. Η εντροπία μπορεί στη συνέχεια να οδηγήσει αντιδράσεις ακόμη και αν η αλλαγή ενθαλπίας είναι δυσμενής.
* Σε χαμηλές θερμοκρασίες, ο όρος ενθαλπίας κυριαρχεί.
Παραδείγματα:
* τήξη πάγου: Η ενδοθερμική (ΔH> 0), αλλά η εντροπία αυξάνεται (ΔS> 0) επειδή το υγρό νερό είναι πιο διαταραγμένο. Σε θερμοκρασίες πάνω από 0 ° C, ο όρος εντροπίας κυριαρχεί, καθιστώντας την τήξη αυθόρμητη.
* σχηματισμός αλατιού: Η εξωθερμική (ΔH <0) και η εντροπία μειώνονται (ΔS <0) λόγω του σχηματισμού μιας πιο διατεταγμένης κρυσταλλικής δομής. Ωστόσο, η αλλαγή ενθαλπίας είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερη, καθιστώντας αυθόρμητο τον σχηματισμό αλατιού.
Συμπερασματικά:
Για να προσδιοριστεί εάν μια αντίδραση οδηγείται από ενθαλπία, εντροπία ή και τα δύο, εξετάστε τα σημάδια ΔΗ και ΔS, τη θερμοκρασία και την επίδρασή τους στην ελεύθερη ενέργεια του Gibbs. Θυμηθείτε ότι μια αυθόρμητη αντίδραση θα έχει αρνητικό ΔG.
