ギブス自由エネルギーと自発性:
* ギブス自由エネルギー(ΔG): この熱力学的量は、反応が自然発生するかどうかを決定します。
* Δg<0: 反応は、与えられた条件下で自発的(好まれている)。
* Δg> 0: 反応は非種子です(好まれていません)。
* Δg=0: 反応は平衡状態です。
温度、エンタルピー、エントロピーの関係:
ギブスの自由エネルギー方程式は、温度、エンタルピー、およびエントロピーを接続します。
Δg=Δh -tΔS
どこ:
* Δh: エンタルピーの変化(反応中に吸収または放出される熱)
* t: ケルビンの温度
* Δs: エントロピーの変化(障害またはランダム性の変化)
温度が自発性にどのように影響するか:
* 発熱反応(ΔH<0): 熱が放出されます。
* 温度の上昇: これにより、-tΔSという用語がより負になり、自発性を支持します。
* 温度の低下: これにより、-tΔSという用語が負のマイナスになり、反応が非分類されます。
* 吸熱反応(ΔH> 0): 熱は吸収されます。
* 温度の上昇: これにより、-TδSという用語がより負になり、反応が自発的である可能性が高くなります。
* 温度の低下: これにより、-TΔSという用語が負になり、反応が自発的である可能性が低くなります。
エントロピーの役割:
* エントロピーの増加(ΔS> 0): 製品は反応物よりも乱れています。
* 高温: -tΔS用語をより否定的にし、自発性を支持します。
* エントロピーの減少(ΔS<0): 製品は反応物よりも注文されています。
* 低温: -tΔS項が負のネガティブになり、潜在的に反応が非分類されます。
概要:
* 自発性は:によって好まれます
* 低温での発熱反応
* 高温での吸熱反応
* 高温でのエントロピー(障害)の増加との反応
* 自発性が妨げられます:
* 高温での発熱反応
* 低温での吸熱反応
* 高温でのエントロピーの減少(順序)との反応
例:
溶融氷は、エントロピーの増加を伴う吸熱プロセス(ΔH> 0)です(ΔS> 0)。 0°C(273 K)を超える温度では自発的です。これは、-TΔS項がより高い温度でより負になり、正のΔHを克服するためです。
結論として、反応のエンタルピーとエントロピーの変化に応じて、自発性に対する温度の影響は複雑です。反応が自然に進行するかどうかを予測するには、エンタルピーとエントロピーの両方の変化と温度の両方を考慮することが不可欠です。