Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Spontane reacties begrijpen bij 298K:Gibbs Free Energy

Een spontane reactie bij 298 K (25°C) is een reactie die plaatsvindt zonder enige externe energie-input , zoals warmte of licht. Om te bepalen of een reactie spontaan is, kijken we naar de Gibbs Free Energy-verandering (AG) :

* ΔG <0: De reactie is spontaan (exergonisch)

* ΔG> 0: De reactie is niet-spontaan (endergoon)

* ΔG =0: De reactie is in evenwicht

De verandering in Gibbs Vrije Energie houdt verband met enthalpieverandering (ΔH) en entropieverandering (ΔS) door de vergelijking:

ΔG =ΔH - TΔS

waar:

* ΔH is de verandering in enthalpie (warmte die vrijkomt of wordt geabsorbeerd)

* T is de temperatuur in Kelvin

* AS is de verandering in entropie (stoornis of willekeur)

Daarom kan een spontane reactie bij 298 K optreden in de volgende scenario's:

1. Exotherme reactie (ΔH <0) met een toename van de entropie (ΔS> 0): Dit scenario resulteert altijd in een negatieve ΔG, waardoor de reactie spontaan wordt.

2. Exotherme reactie (ΔH <0) met een kleine afname van de entropie (ΔS <0): Als de enthalpieverandering significant negatief is, kan deze een kleine afname van de entropie overwinnen, wat leidt tot een negatieve ΔG en een spontane reactie.

3. Endotherme reactie (ΔH> 0) met een grote toename van de entropie (ΔS> 0): Als de entropietoename significant genoeg is om op te wegen tegen de positieve enthalpieverandering, zal de reactie een negatieve ΔG hebben en spontaan zijn.

Voorbeelden van spontane reacties bij 298 K:

* Verbranding van brandstoffen: Exotherm met een grote toename van de entropie.

* Oplossen van keukenzout in water: Endotherm met een grote toename in entropie.

* Neutralisatiereactie van een sterk zuur met een sterke base: Exotherm met een kleine toename in entropie.

Opmerking: De spontaniteit van een reactie kan ook worden beïnvloed door factoren zoals concentratie, druk en de aanwezigheid van katalysatoren.