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エンタルピーは反応の自発性にどのように関連していますか?

エンタルピー(H)は、システムの総エネルギーを測定する熱力学的特性です。それは、次の方法での反応の自発性に関連しています。

1。エンタルピー変化(ΔH):

* 発熱反応(ΔH<0): 周囲に熱を放出する反応は、負のエンタルピー変化をもたらします。これらの反応は自発的である可能性が高い 特定の条件下では、システムのエネルギーを低下させる方向に進む傾向があるためです。

* 吸熱反応(ΔH> 0): 周囲から熱を吸収する反応は、正のエンタルピー変化をもたらします。これらの反応は、自発的である可能性が低いです 特定の条件下では、進行するためにエネルギー入力が必要なためです。

2。自発性とギブス自由エネルギー(ΔG):

エンタルピーは、反応の自発性を決定する要因の1つですが、それは唯一の要因ではありません。自発性は、ギブス自由エネルギー(Δg)の変化によってより正確に説明されています

Δg=Δh -tΔS

どこ:

*ΔG:ギブス自由エネルギーの変化

*ΔH:エンタルピーの変化

* T:ケルビンの温度

*ΔS:エントロピーの変化

3。エントロピーの役割(ΔS):

エントロピーは、システムの障害またはランダム性の尺度です。 反応中のエントロピー(ΔS)の変化は、反応の自発性にも寄与します。

* エントロピーの増加(ΔS> 0): 障害の増加につながる反応は、自発的である可能性が高い システムのランダム性を高める方向に進む傾向があるため。

* エントロピーの減少(ΔS<0): 障害の減少につながる反応は、自発的である可能性が低い システムのランダム性を低下させる方向に進む傾向があるため。

4。自発性と温度:

自発性の決定におけるエンタルピーとエントロピーの役割は、温度に依存します。

* 高温: 高温では、エントロピー項(TδS)がギブスの自由エネルギー方程式を支配します。したがって、陽性エントロピー変化(ΔS> 0)との反応は、たとえ吸熱性であっても、自発的である可能性が高くなります(ΔH> 0)。

* 低温: 低温では、エンタルピー項(ΔH)がギブスの自由エネルギー方程式を支配します。したがって、発熱反応(ΔH<0)は、たとえエントロピー変化が陰性であっても、自発的である可能性が高くなります(ΔS<0)。

要約:

エンタルピーは反応の自発性に影響を与える要因ですが、それが唯一の要因ではありません。自発性は、最終的にはエンタルピーとエントロピーの両方の変化の両方を考慮するGibbs自由エネルギーによって決定されます。温度は、自発性の決定においてエンタルピーとエントロピーの相対的な重要性を決定する上で重要な役割を果たします。

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