Τι μπορεί να ειπωθεί για μια αντίδραση με H 620 kJmol και S -0.46 kJ (molk);
* endothermic: Η θετική τιμή ΔH δείχνει ότι η αντίδραση είναι ενδοθερμική. Αυτό σημαίνει ότι απορροφά τη θερμότητα από το περιβάλλον.
* Μειωμένη εντροπία: Η αρνητική τιμή ΔS δείχνει ότι η αντίδραση οδηγεί σε μείωση της εντροπίας. Αυτό σημαίνει ότι τα προϊόντα είναι πιο διατεταγμένα από τα αντιδραστήρια.
Συνέπειες:
* αυθόρμητα σε υψηλές θερμοκρασίες: Ενώ η αντίδραση είναι ενδοθερμική (δυσμενής), η αρνητική αλλαγή εντροπίας το καθιστά λιγότερο αυθόρμητο σε χαμηλές θερμοκρασίες. Ωστόσο, σε υψηλές θερμοκρασίες, ο όρος εντροπίας (TΔS) γίνεται πιο σημαντικός, ενδεχομένως καθιστώντας τη συνολική αρνητική ελεύθερη ενεργειακή αλλαγή (ΔG), γεγονός που υποδεικνύει τον αυθορμητισμό.
Gibbs Free Energy:
Για να προσδιορίσουμε τη συνολική αυθορμητικότητα (ή μη αδεξιότητα) της αντίδρασης σε μια δεδομένη θερμοκρασία, πρέπει να εξετάσουμε την εξίσωση Gibbs Free Energy:
ΔG =ΔH - TΔS
* αυθόρμητο: Εάν το ΔG είναι αρνητικό, η αντίδραση είναι αυθόρμητη.
* Μη-ΣΥΝΟΛΟ: Εάν το Δg είναι θετικό, η αντίδραση είναι μη-νυχτερινή.
Υπολογισμός της θερμοκρασίας ισορροπίας:
Η θερμοκρασία στην οποία μεταβαίνει η αντίδραση μεταξύ αυθόρμητης και μη-νησί είναι η θερμοκρασία ισορροπίας:
T =ΔH / ΔS =620 kJ / mol / -0.46 kJ / (mol · k) ≈ -1348 k
Δεδομένου ότι η θερμοκρασία είναι αρνητική, αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση δεν θα είναι ποτέ αυθόρμητη υπό τυποποιημένες συνθήκες. Ωστόσο, μπορεί να είναι δυνατόν να γίνει αυθόρμητη εφαρμόζοντας πολύ υψηλές πιέσεις, οι οποίες μπορούν να επηρεάσουν την αλλαγή της εντροπίας.
Συμπερασματικά:
Η αντίδραση είναι ενδοθερμική και οδηγεί σε μείωση της εντροπίας. Είναι απίθανο να είναι αυθόρμητο υπό τυποποιημένες συνθήκες. Για να προσδιορίσουμε τον αυθορμητισμό του σε συγκεκριμένες θερμοκρασίες, πρέπει να υπολογίσουμε την Gibbs Free Energy Change (ΔG) χρησιμοποιώντας την εξίσωση ελεύθερης ενέργειας Gibbs.
