Förstå koncepten
* entalpiförändring (ΔH): Detta mäter värmen som absorberas eller frigörs under en reaktion. En positiv ΔH betyder att reaktionen är endoterm (absorberar värme).
* Entropy Change (ΔS): Detta mäter systemets förändring eller slumpmässighet. En positiv ΔS betyder att produkterna är mer störda än reaktanterna.
* gibbs Free Energy (ΔG): Detta bestämmer spontaniteten för en reaktion. En negativ ΔG indikerar en spontan reaktion, medan en positiv ΔG indikerar en icke-spontan reaktion.
Ekvationen
Förhållandet mellan dessa faktorer sammanfattas av Gibbs Free Energy -ekvation:
ΔG =ΔH - TΔS
där:
* T är temperaturen i Kelvin.
Hur en positiv ΔH och ΔS kan leda till spontanitet
* endotermiska reaktioner: En positiv ΔH betyder att reaktionen absorberar värme från omgivningen. Detta gör reaktionen mindre gynnsam vid lägre temperaturer.
* Ökad störning: En positiv ΔS betyder att produkterna är mer störda än reaktanterna. Detta gynnar spontanitet när det ökar systemets slumpmässighet.
Nyckelfaktorn:temperatur
* Hög temperatur: Vid höga temperaturer blir TΔS -term i Gibbs fri energiekvation dominerande. Om TΔS är tillräckligt stor för att övervinna det positiva ΔH, blir den totala ΔG negativa, vilket gör reaktionen spontan.
Sammanfattningsvis
En kemisk reaktion med en positiv ΔH (endotermisk) och en positiv ΔS (ökad störning) kan vara spontan under följande tillstånd:
* vid tillräckligt höga temperaturer: Den ökade entropi -termen (TΔS) kan uppväga den endotermiska entalpiförändringen (ΔH), vilket gör reaktionen spontan.
Exempel
Smältningen av is är en endoterm process (positiv ΔH) och leder till en ökning av störningen (positiva ΔS). Issmältning är spontan vid temperaturer över dess fryspunkt (0 ° C eller 273 K) eftersom ökningen av entropi som drivs av den högre temperaturen övervinner processens endotermiska natur.
