Comprensione dei concetti
* Modifica entalpia (ΔH): Ciò misura il calore assorbito o rilasciato durante una reazione. Un ΔH positivo significa che la reazione è endotermica (assorbe il calore).
* Modifica entropia (ΔS): Ciò misura il cambiamento nel disturbo o nella casualità del sistema. Un ΔS positivo significa che i prodotti sono più disordinati dei reagenti.
* Gibbs Free Energy (ΔG): Ciò determina la spontaneità di una reazione. Un ΔG negativo indica una reazione spontanea, mentre un ΔG positivo indica una reazione non spontanea.
L'equazione
La relazione tra questi fattori è riassunta dall'equazione dell'energia libera di Gibbs:
ΔG =ΔH - TΔS
Dove:
* T è la temperatura in Kelvin.
Come un ΔH e ΔS positivi possono portare a spontaneità
* Reazioni endotermiche: Un ΔH positivo significa che la reazione assorbe il calore dall'ambiente circostante. Ciò rende la reazione meno favorevole a temperature più basse.
* Aumento del disturbo: Un ΔS positivo significa che i prodotti sono più disordinati dei reagenti. Ciò favorisce la spontaneità in quanto aumenta la casualità del sistema.
Il fattore chiave:temperatura
* Alta temperatura: A temperature elevate, il termine TΔS nell'equazione dell'energia libera di Gibbs diventa dominante. Se TΔS è abbastanza grande da superare il ΔH positivo, il ΔG complessivo diventa negativo, rendendo spontanea la reazione.
in riassunto
Una reazione chimica con un ΔH positivo (endotermico) e un ΔS positivo (aumento del disturbo) può essere spontanea nella seguente condizione:
* a temperature sufficientemente alte: L'aumento del termine dell'entropia (TΔS) può superare il cambiamento di entalpia endotermica (ΔH), rendendo spontanea la reazione.
Esempio
La fusione del ghiaccio è un processo endotermico (ΔH positivo) e porta ad un aumento del disturbo (ΔS positivo). La fusione del ghiaccio è spontanea a temperature sopra il suo punto di congelamento (0 ° C o 273 K) perché l'aumento dell'entropia guidata dalla temperatura più elevata supera la natura endotermica del processo.
