Sa kohtud standardiga molaarne - entroopia üldkeemias, füüsikalises keemias ja - termodünaamika kursused, seega on oluline mõista, mis on entroopia ja mida see tähendab. Siin on põhilised põhimõtted molaarse entroopia kohta ja kuidas seda kasutada ennustamiseks a kohta keemiline reaktsioon.
Peamised võtmed: tavaline molaarne entroopia
- Standardne molaarne entroopia on proovi ühe mooli entroopia või juhuslikkuse aste standardseisundi tingimustes.
- Tavalise molaarse entroopia ühikud on džaulides mooli Kelvini kohta (J / mol · K).
- Positiivne väärtus tähistab entroopia suurenemist, negatiivne väärtus aga süsteemi entroopia langust.
Mis on tavaline molaarne entroopia?
Entroopia on osakeste juhuslikkuse, kaose või liikumisvabaduse mõõt. Suurtähte S kasutatakse entroopia tähistamiseks. Kuid te ei näe lihtsa "entroopia" arvutusi, kuna kontseptsioon on üsna kasutu, kuni paned selle vormi, mida saab kasutada võrdluste tegemiseks entroopia või ΔS muutuse arvutamiseks. Entroopia väärtused on antud tavalise molaarse entroopiana, mis on aine ühe mooli entroopia
standardsetes olekutingimustes. Standardset molaarset entroopiat tähistatakse sümboliga S ja selle ühikud on tavaliselt džaulides mooli Kelvini kohta (J / mol · K).Positiivne ja negatiivne entroopia
Termodünaamika teine seadus väidab, et isoleeritud süsteemi entroopia suureneb, nii võiksite arvan, et entroopia suureneb alati ja et entroopia muutus aja jooksul on alati positiivne väärtus.
Nagu selgub, väheneb süsteemi entroopia mõnikord. Kas see on teise seaduse rikkumine? Ei, sest seadus viitab isoleeritud süsteem. Kui arvutate laboratoorses keskkonnas entroopia muutuse, otsustate süsteemi kasuks, kuid süsteemist väljaspool olev keskkond on valmis kompenseerima entroopia muutusi, mida võite näha. Kuigi universum tervikuna (kui peate seda isoleeritud süsteemi tüübiks), võib see kogeda entroopia üldine suurenemine aja jooksul võivad süsteemi väikesed taskud olla negatiivsed entroopia. Näiteks saate oma lauda puhastada, liikudes korralagedusest tellimusele. Ka keemilised reaktsioonid võivad liikuda juhuslikkusest järjekorda. Üldiselt:
Sgaas > Ssoln > Sliq > Skindel
Nii et a aine oleku muutus võib põhjustada positiivse või negatiivse entroopia muutuse.
Entroopia ennustamine
Keemias ja füüsikas palutakse teil sageli ennustada, kas mingi toiming või reaktsioon põhjustab entroopia positiivset või negatiivset muutust. Entroopia muutus on erinevus lõpliku entroopia ja esialgse entroopia vahel:
A = Sf - Si
Võite oodata a positiivne ΔS või entroopia suurenemine, kui:
- kindel reagendid moodustavad vedela või gaasilise tooted
- vedelad reagendid moodustavad gaase
- paljud väiksemad osakesed ühinevad suuremateks osakesteks (tavaliselt näitab seda vähem tootemoole kui reageerivaid mooli)
A negatiivne ΔS entroopia langus või langus toimub sageli järgmistel juhtudel:
- gaasilised või vedelad reagendid moodustavad tahkeid tooteid
- gaasilised reagendid moodustavad vedelaid tooteid
- suured molekulid hajuvad väiksemateks
- toodetes on rohkem mooli gaasi kui reagentides
Entroopia kohta teabe rakendamine
Juhiseid kasutades on mõnikord lihtne ennustada, kas keemilise reaktsiooni entroopia muutus on positiivne või negatiivne. Näiteks kui selle ioonidest moodustub lauasool (naatriumkloriid):
Ei+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (id)
Tahke soola entroopia on madalam kui ves ioonide entroopia, seega annab reaktsioon negatiivse ΔS.
Mõnikord võite keemilise võrrandi abil ennustada, kas entroopia muutus on positiivne või negatiivne. Näiteks süsinikmonooksiidi ja vee vahelises reaktsioonis süsinikdioksiidi ja vesiniku saamiseks:
CO (g) + H2O (g) → CO2(g) + H2(g)
Reageerivate moolide arv on sama kui produkti moolide arv, kõik keemilised ühendid on gaasid ja molekulid näivad olevat võrreldava keerukusega. Sel juhul peaksite otsima iga keemilise liigi standardsed molaarse entroopia väärtused ja arvutama entroopia muutuse.
Allikad
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entroopia, vaba energia ja tasakaal." Keemia. McGraw-Hill kõrgharidus. lk. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). "Keemiline termodünaamika." Pürotehniline keemia. Pürotehnika ajakiri. ISBN 1-889526-15-0.