Inzicht in de concepten

* Enthalpy Change (ΔH): Dit meet de warmte die wordt geabsorbeerd of afgegeven tijdens een reactie. Een positieve AH betekent dat de reactie endotherm is (absorbeert warmte).

* Entropie -verandering (AS): Dit meet de verandering in wanorde of willekeur van het systeem. Een positieve AS betekent dat de producten meer ongeordend zijn dan de reactanten.

* Gibbs Free Energy (ΔG): Dit bepaalt de spontaniteit van een reactie. Een negatieve Ag geeft een spontane reactie aan, terwijl een positieve AG een niet-spontane reactie aangeeft.

De vergelijking

De relatie tussen deze factoren wordt samengevat door de Gibbs Free Energy -vergelijking:

ΔG =ΔH - Tδs

waar:

* T is de temperatuur in Kelvin.

Hoe een positieve AH en AS kunnen leiden tot spontaniteit

* Endotherme reacties: Een positieve AH betekent dat de reactie warmte van de omgeving absorbeert. Dit maakt de reactie minder gunstig bij lagere temperaturen.

* Verhoogde stoornis: Een positieve AS betekent dat de producten meer ongeordend zijn dan de reactanten. Dit geeft de voorkeur aan spontaniteit omdat het de willekeur van het systeem verhoogt.

De sleutelfactor:temperatuur

* Hoge temperatuur: Bij hoge temperaturen wordt de Tδs -term in de Gibbs vrije energievergelijking dominant. Als Tδs groot genoeg is om de positieve AH te overwinnen, wordt de totale AG negatief, waardoor de reactie spontaan wordt.

Samenvattend

Een chemische reactie met een positieve AH (endotherm) en een positieve AS (verhoogde aandoening) kan spontaan zijn onder de volgende toestand:

* Bij voldoende hoge temperaturen: De verhoogde entropieterm (Tδs) kan opwegen tegen de endotherme enthalpieverandering (ΔH), waardoor de reactie spontaan is.

Voorbeeld

Het smelten van ijs is een endotherme proces (positief ΔH) en leidt tot een toename van de aandoening (positieve AS). IJsmelten is spontaan bij temperaturen boven het vriespunt (0 ° C of 273 K) omdat de toename van entropie aangedreven door de hogere temperatuur de endotherme aard van het proces overwint.