重要な概念
* ギブス自由エネルギー(ΔG): 自発性を決定する最も重要な要因。
*Δg<0:反応は自発的です(好まれている)
*Δg> 0:反応は非時期です(好まれていません)
*Δg=0:反応は平衡状態です。
* エンタルピー(ΔH): 反応中の熱エネルギーの変化。
*ΔH<0:発熱反応(熱を放出)
*ΔH> 0:吸熱反応(熱を吸収)
* エントロピー(ΔS): システムの障害またはランダム性の変化。
*ΔS> 0:障害の増加(よりランダム性)
*ΔS<0:障害の減少(その他の順序)
関係
ギブスの自由エネルギー方程式は、これらの要因を関連付けています。
Δg=Δh -tΔS
どこ:
* Tはケルビンの温度です(この場合は298 K)
298 K での自発性の分析
298 Kで自発性を判断するには、次のシナリオを検討してください。
* 発熱反応(ΔH<0): これらの反応は、熱を放出するため、自発的である可能性が高く、ΔGをより負にします。ただし、エントロピーの減少(ΔS<0)が有意な場合、負のエンタルピーを相殺し、反応を非分類する可能性があります。
* 吸熱反応(ΔH> 0): これらの反応は自発的である可能性は低くなりますが、エントロピーの増加(ΔS> 0)が正のエンタルピーを克服するのに十分な大きさである場合、自発的になる可能性があります。
例
* 燃料の燃焼: 発熱し、より多くのガス分子を生成します(エントロピーの増加)。これにより、ΔGが非常に陰性になり、自発的な反応が生じます。
* 氷の融解: 吸熱ですが、エントロピーが増加します(液体水の障害の増加)。エントロピーの増加は、0°Cを超える温度でプロセスを自発的にする可能性があります。
重要なメモ
* 自発性は高速ではありません: 活性化エネルギーが高い場合、自発反応がゆっくりと発生する可能性があります。
* 平衡: 平衡状態(Δg=0)での反応は、どちらの方向でも自発的ではありません。
* 標準条件: ΔHとΔSの値は、通常、標準条件(298 Kおよび1 ATM)で決定されます。
特定の反応を念頭に置いている場合はお知らせください。その自発性を分析するのに役立ちます!