Spotkasz standard molowy entropia w chemii ogólnej, chemii fizycznej i termodynamika kursy, dlatego ważne jest, aby zrozumieć, czym jest entropia i co ona oznacza. Oto podstawy dotyczące standardowej entropii molowej i jak jej używać do prognozowania Reakcja chemiczna.
Kluczowe rzeczy na wynos: standardowa entropia trzonowca
- Standardową entropię molową definiuje się jako entropię lub stopień losowości jednego mola próbki w standardowych warunkach stanu.
- Typowymi jednostkami standardowej entropii molowej są dżule na mol Kelvina (J / mol · K).
- Wartość dodatnia oznacza wzrost entropii, a wartość ujemna oznacza spadek entropii systemu.
Co to jest standardowa entropia molowa?
Entropia to miara losowości, chaosu lub swobody ruchu cząstek. Wielka litera S jest używana do oznaczenia entropii. Jednak nie zobaczysz obliczeń dla prostej „entropii”, ponieważ koncepcja jest dość bezużyteczna, dopóki nie umieścisz jej w formie, której można użyć do porównań w celu obliczenia zmiany entropii lub ΔS. Wartości entropii podano jako standardową entropię molową, która jest entropią jednego mola substancji
w standardowych warunkach stanu. Standardowa entropia molowa jest oznaczona symbolem S ° i zwykle ma jednostki dżuli na mol Kelvina (J / mol · K).Entropia pozytywna i negatywna
Drugie prawo termodynamiki mówi, że entropia izolowanego systemu wzrasta, więc możesz myślę, że entropia zawsze będzie się zwiększać, a zmiana entropii w czasie zawsze będzie pozytywna wartość.
Jak się okazuje, czasami entropia systemu maleje. Czy to narusza Drugie Prawo? Nie, ponieważ prawo odnosi się do system izolowany. Podczas obliczania zmiany entropii w ustawieniach laboratoryjnych decydujesz się na system, ale środowisko poza systemem jest gotowe do zrekompensowania wszelkich widocznych zmian w entropii. Podczas gdy wszechświat jako całość (jeśli uważasz go za rodzaj systemu izolowanego), może wystąpić ogólny wzrost entropii w czasie, małe kieszenie systemu mogą i mają negatywne skutki entropia. Na przykład możesz wyczyścić biurko, przechodząc od nieporządku do porządku. Również reakcje chemiczne mogą przechodzić od losowości do kolejności. Ogólnie:
S.gaz > Ssoln > Sliq > Ssolidny
Więc zmiana stanu skupienia materii może spowodować pozytywną lub negatywną zmianę entropii.
Przewidywanie Entropii
W chemii i fizyce często będziesz proszony o przewidzenie, czy działanie lub reakcja spowoduje pozytywną czy negatywną zmianę entropii. Zmiana entropii jest różnicą między entropią końcową a początkową:
ΔS = S.fa - Sja
Możesz się spodziewać dodatnia ΔS lub wzrost entropii, gdy:
- solidny reagenty tworzą ciecz lub gaz produkty
- ciekłe reagenty tworzą gazy
- wiele mniejszych cząstek zlewa się w większe cząstki (zwykle wskazane przez mniej moli produktu niż moli reagentów)
ZA ujemna ΔS lub zmniejszenie entropii często występuje, gdy:
- reagenty gazowe lub ciekłe tworzą produkty stałe
- reagenty gazowe tworzą produkty płynne
- duże cząsteczki dysocjują na mniejsze
- w produktach jest więcej moli gazu niż w reagentach
Stosowanie informacji o Entropii
Korzystając z wytycznych, czasami łatwo jest przewidzieć, czy zmiana entropii reakcji chemicznej będzie dodatnia czy ujemna. Na przykład, gdy z jego jonów powstaje sól kuchenna (chlorek sodu):
Na+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (s)
Entropia stałej soli jest niższa niż entropia wodnych jonów, więc reakcja prowadzi do ujemnego ΔS.
Czasami można przewidzieć, czy zmiana entropii będzie dodatnia czy ujemna, poprzez sprawdzenie równania chemicznego. Na przykład w reakcji tlenku węgla i wody z wytworzeniem dwutlenku węgla i wodoru:
CO (g) + H2O (g) → CO2(g) + H2(sol)
Liczba moli reagentów jest taka sama jak liczba moli produktu, wszystkie gatunki chemiczne to gazy, a cząsteczki wydają się mieć porównywalną złożoność. W takim przypadku należy sprawdzić standardowe wartości entropii molowej każdego z gatunków chemicznych i obliczyć zmianę entropii.
Źródła
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). „Entropia, darmowa energia i równowaga”. Chemia. McGraw-Hill Higher Education. p. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). „Termodynamika chemiczna”. Chemia pirotechniczna. Journal of Pyrotechnics. ISBN 1-889526-15-0.