>> 自然の科学 >  >> 化学

ガスを含む反応は、システムのエントロピーにどのように影響しますか?

ガスを含む反応は、システムのエントロピーに大きく影響し、しばしばエントロピーの増加につながります。その理由は次のとおりです。

1。ガス分子の増加:

* 拡張: 反応が消費するよりも多くのガス分子を生成すると、システムが拡張され、ガス分子が広がり、より大きな体積を占有します。これにより、ランダム性と分散が増加し、エントロピーが直接増加します。

* 例: メタンの燃焼:CH4(g) + 2O2(g)→CO2(g) + 2H2O(g)。この反応は、消費するよりも多くのガス分子(3)を生成し(3)、エントロピーの増加につながります。

2。より大きな分子の自由:

* 動き: ガス分子は、液体または固体の分子よりもはるかに大きな移動の自由度を持っています。それらは強い分子間の力に縛られておらず、独立してランダムに移動できるようにします。この固有のランダム性は、より高いエントロピー状態に寄与します。

* 例: 炭酸カルシウムの分解:CACO3(S)→CaO(S) + CO2(G)。固体反応物からの気体CO2の形成は、CO2分子の移動の自由度の増加により、エントロピーを劇的に増加させます。

3。エントロピーは圧力とともに変化します:

* 圧力の低下: 圧力を下げることで、ガス分子はより大きな体積に拡大し、障害を増加させ、したがってエントロピーを増加させることができます。

* 圧力の増加: ガスを圧縮すると、分子が互いに近づき、移動の自由を減らし、エントロピーを減らします。

4。例外:

* ガス分子の数を減らす反応: アンモニア(N2(g) + 3H2(g)→2NH3(g))の形成など、いくつかの反応は、生成よりも多くのガス分子を消費します。これはエントロピーの減少につながる可能性がありますが、ガスとの反応のエントロピーの増加よりも一般的ではありません。

覚えておくべきキーポイント:

* 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。

* ガスは本質的に液体や固体よりも障害があります。

* ガス分子の数を増やすか、より大きな分子の自由を可能にする反応は、一般にシステムのエントロピーを増加させます。

ガス反応がエントロピーにどのように影響するかを理解することは、反応の自発性を予測し、それらの実現可能性を決定する上で重要です。

  1. ヨウ素溶液が色付きのボトルに保管されるのはなぜですか?
  2. イオン結合の特徴は何ですか?
  3. 一酸化炭素は可溶性ですか、それとも不溶ですか?
  4. 物質が固体液体から状態を変えるとどうなりますか?
  5. なぜ四塩化炭素の沸点が珪塩塩塩酸塩よりも大きいのはなぜですか?
  6. 共有結合または水素結合によって水が一緒に保持されていますか?