概念を理解する
* ΔH(エンタルピー変化): 陽性ΔHは吸熱反応を示します。つまり、反応は周囲からの熱を吸収します。
* ΔS(エントロピーの変化): 正のΔSは、システム内の障害またはランダム性の増加を示します。
* 自発性: 自発的な反応とは、外部介入(熱の追加など)なしで発生する反応です。自発性は、ギブス自由エネルギーの変化(ΔG)によって決定されます。
ギブス自由エネルギー方程式
自発性を理解するための鍵は、ギブスの自由エネルギー方程式にあります:
Δg=Δh -tΔS
* Δg: ギブスの自由エネルギーの変化。負のΔGは、自発的な反応を示します。
* t: 温度(ケルビン)
陽性ΔHおよびΔSの分析
* 陽性ΔH(吸熱): この用語は、自発性に反して作業し、ΔGをより肯定的にします。
* 陽性ΔS(障害の増加): この用語は、δgをより負の自発性を好みます。
自発性の条件
方程式は、陽性ΔHとΔSとの反応が次の場合は自発的である可能性があることを示しています。
* 温度(t)は十分に高い。 より高い温度は、正のΔS項の効果を増幅し、全体的なΔGが陰性になる可能性が高くなります。
例
氷を溶かすことを想像してみてください:
* ΔH(陽性): 氷の構造を壊すために熱が吸収されます。
* ΔS(陽性): 液体水は固体氷よりも乱れています。
溶融氷は、高温でのエントロピーの増加がプロセスの吸熱性を克服するため、0°C(273 K)を超える温度で自発的です。
要約
陽性ΔHとΔSとの反応は、十分な温度の条件下で自発的になる可能性があります。これは、より高い温度でのエントロピーの増加が、好ましくないエンタルピーの変化を上回る可能性があるためです。