エンタルピーとエントロピーの理解
* エンタルピー(ΔH): 反応の熱変化を表します。
* 発熱反応(ΔH<0): 周囲に熱を放出し、暖かく感じさせます。
* 吸熱反応(ΔH> 0): 周囲から熱を吸収し、冷たく感じさせます。
* エントロピー(ΔS): システムの障害またはランダム性の程度を表します。
* 陽性エントロピー変化(ΔS> 0): 製品は反応物よりも乱れています。
* 負のエントロピー変化(ΔS<0): 製品は反応物よりも注文されています。
ギブス自由エネルギー(Δg)
反応の自発性は、ギブス自由エネルギー(ΔG)の変化によって決定されます。ギブスの自由エネルギーの方程式は次のとおりです。
Δg=Δh -tΔS
どこ:
* t ケルビンの温度です。
結果の解釈
* 自発反応(Δg<0): 反応は、エネルギーの外部入力なしで発生します。
* 非麻痺反応(Δg> 0): エネルギーが追加されない限り、反応は発生しません。
* 平衡(Δg=0): 反応は、前方反応と逆反応の速度が等しいバランスポイントにあります。
駆動力の決定
1。ΔH:を分析します
*ΔHが陰性(発熱)の場合、エンタルピーが反応を好みます。
*ΔHが陽性(吸熱)の場合、エンタルピーは反応に反対します。
2。ΔSを分析:
*ΔSが陽性の場合、エントロピーは反応を好みます(より多くの障害)。
*ΔSが陰性の場合、エントロピーは反応に反対します(障害の少ない)。
3。温度を考慮してください:
*高温では、ギブス自由エネルギー方程式のTΔS項がより重要になります。 エントロピーは、エンタルピーの変化が好ましくない場合でも反応を促進できます。
*低温では、エンタルピーという用語が支配します。
例:
* 氷の融解: 吸熱(ΔH> 0)が、液体水がより乱れているため、エントロピーは増加します(ΔS> 0)。 0°Cを超える温度では、エントロピー項が支配し、融解します。
* 塩の形成: より秩序化された結晶構造の形成により、発熱(ΔH<0)およびエントロピーは減少します(ΔS<0)。ただし、エンタルピーの変化は通常はるかに大きく、塩の形成を自発的にします。
結論:
反応がエンタルピー、エントロピー、またはその両方によって駆動されるかどうかを判断するには、ΔHとΔSの兆候、温度、およびギブス自由エネルギーへの影響を考慮してください。自発反応には負のΔGがあることを忘れないでください。