重要な概念
* 自発反応: これらの反応は、エネルギーの外部入力なしで発生します。それらは熱力学の法則によって好まれています。
* ギブス自由エネルギー(g): この熱力学的ポテンシャルは、反応の自発性を予測します。
* Δg<0: 反応は自発的です(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
* entalpy(h): 反応の熱変化を表します。
* 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: システムの障害またはランダム性を測定します。
* ΔS> 0: 障害の増加
* Δs<0: 障害の減少
関係
Gibbs自由エネルギー方程式は、自発性を決定するためにエンタルピー、エントロピー、および温度をリンクします。
Δg=Δh -tΔS
* t: ケルビンの温度。
自発的な(ΔG> 0)ことのない反応の場合、次の条件のいずれかが真でなければなりません:
1。不利なエンタルピーとエントロピー: 反応は吸熱(ΔH> 0)であり、エントロピーの減少(ΔS<0)をもたらします。これは、反応がエネルギー入力を必要とし、より秩序化されるようになり、すべての温度でそれを非分類にすることを意味します。
2。好ましいエンタルピーだが不利なエントロピー: 反応は発熱性(ΔH<0)ですが、エントロピーの変化は負です(ΔS<0)。これは、反応が熱を放出することを意味しますが、より秩序化されます。 低温では、エンタルピー項(ΔH)が支配する可能性があり、反応が自発的になります。ただし、高温では、エントロピー項(TδS)がより重要になり、反応は非種子になります。
3。好ましくないエンタルピーだが好ましいエントロピー: 反応は吸熱性(ΔH> 0)ですが、エントロピー変化が陽性です(ΔS> 0)。 これは、反応が熱を吸収し、より障害になることを意味します。低温では、エンタルピー項(ΔH)が支配し、反応を非相続させます。しかし、高温では、エントロピー項(TδS)がより重要になり、反応が自発的になる可能性があります。
例:
その構成要素から高度に秩序化された結晶固体を形成する反応を考えてください。この反応はおそらく吸熱性(ΔH> 0)であり、エントロピーが減少します(ΔS<0)。エンタルピーとエントロピーの両方が不利であるため、反応は常に正のギブス自由エネルギー(Δg> 0)を持ち、自発的ではありません。
要約: 反応が非分類であるためには、エンタルピーとエントロピーの変化が不利である必要があるか、好ましくないエンタルピーの変化がすべての関連温度で好ましいエントロピー変化を支配しなければなりません。