Γιατί σε ποια θερμοκρασία θα ήταν μια αντίδραση με Η -220 kJmol και S -0.05 kJ (mol) να είναι αυθόρμητη;

Δείτε πώς μπορείτε να προσδιορίσετε τη θερμοκρασία στην οποία η αντίδραση γίνεται αυθόρμητη:

Κατανόηση του αυθορμητισμού και της ελεύθερης ενέργειας Gibbs

* αυθόρμητες αντιδράσεις: Μια αντίδραση είναι αυθόρμητη (εμφανίζεται από μόνη της) όταν η Gibbs Free Energy Change (ΔG) είναι αρνητική.

* Gibbs Free Energy Equation: ΔG =ΔH - TΔS

* ΔH =αλλαγή ενθαλπίας (αρνητική για εξωθερμικές αντιδράσεις, θετική για ενδοθερμικές αντιδράσεις)

* T =θερμοκρασία στο Kelvin

* ΔS =Αλλαγή εντροπίας (θετικά εάν τα προϊόντα είναι πιο διαταραγμένα, αρνητικά εάν τα προϊόντα είναι πιο διατεταγμένα)

Εφαρμογή των εννοιών στο πρόβλημα

1. Δεδομένων τιμών:

* ΔH =-220 kJ/mol (εξωθερμική αντίδραση)

* ΔS =-0.05 kJ/(mol* k) (μείωση της εντροπίας)

2. Βρίσκοντας τη θερμοκρασία:

* Για να είναι αυθόρμητη η αντίδραση, η ΔG πρέπει να είναι αρνητική. Ας δημιουργήσουμε την ανισότητα:

ΔG =ΔH - TΔS <0

3. Επίλυση για t:

* -220 kJ/mol -t (-0.05 kJ/(mol* k)) <0

* -220 kJ/mol + 0.05t kJ/(mol* k) <0

* 0.05T kJ/(mol* k) <220 kJ/mol

* T <(220 kJ/mol)/(0,05 kJ/(mol* k))

* T <4400 k

Συμπέρασμα

Η αντίδραση θα είναι αυθόρμητη (ΔG <0) σε θερμοκρασίες κάτω από 4400 K.