Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Hoe is enthalpie gerelateerd aan het spontaan van een reactie?

Enthalpy (H) is een thermodynamische eigenschap die de totale energie van een systeem meet, inclusief interne energie (U), druk (P) en volume (V):

h =u + pv

Hoewel enthalpie zelf niet direct de spontaniteit van een reactie bepaalt, speelt de verandering ervan (AH) een cruciale rol. Hier is hoe:

1. Exotherme reacties (ΔH <0):

* Laat warmte vrij in de omgeving.

* Gunstig in termen van enthalpie , terwijl het systeem energie verliest, waardoor het stabieler wordt.

* Echter niet altijd spontaan , omdat andere factoren zoals entropie het proces kunnen beïnvloeden.

2. Endotherme reacties (ΔH> 0):

* absorbeer warmte uit de omgeving.

* ongunstig in termen van enthalpie , omdat het systeem energie krijgt, waardoor het minder stabiel is.

* Meestal niet spontaan , die externe energie -input vereisen om door te gaan.

Gibbs Free Energy (G):

Om spontaniteit nauwkeurig te voorspellen, moeten we rekening houden met zowel enthalpieverandering (AH) als entropie -verandering (AS) met behulp van Gibbs Free Energy (G):

ΔG =ΔH - Tδs

* δs> 0: Verhoogde aandoening of willekeur in het systeem, over het algemeen gunstig.

* t: Temperatuur in Kelvin.

Spontaniteit en Gibbs vrije energie:

* ΔG <0: Reactie is spontaan (gunstig) onder gegeven omstandigheden.

* ΔG> 0: Reactie is niet-spontaan (ongunstig) onder gegeven omstandigheden.

* ΔG =0: Reactie is in evenwicht, waar voorwaartse en omgekeerde snelheden gelijk zijn.

Samenvattend:

Enthalpy Change alleen garandeert geen spontaniteit. Gibbs vrije energie, die zowel enthalpie als entropie opneemt, is de ultieme indicator van de vraag of een reactie spontaan zal verlopen onder specifieke omstandigheden.