Naleteli boste na standardne molar entropija iz splošne kemije, fizikalne kemije in termodinamika tečajev, zato je pomembno razumeti, kaj je entropija in kaj pomeni. Tu so osnove glede standardne molarne entropije in kako jo uporabiti za napovedovanje o a kemijska reakcija.
Ključni ukrepi: Standardna molarna entropija
- Standardna molarna entropija je opredeljena kot entropija ali stopnja naključnosti enega mola vzorca v standardnih pogojih stanja.
- Običajne enote standardne molarne entropije so džuli na mol Kelvina (J / mol · K).
- Pozitivna vrednost kaže na povečanje entropije, negativna pa pomeni zmanjšanje entropije sistema.
Kaj je standardna molarna entropija?
Entropija je merilo naključnosti, kaosa ali svobode gibanja delcev. Velika črka S se uporablja za označevanje entropije. Kljub temu ne boste videli izračunov za preprosto "entropijo", ker je koncept dokaj neuporaben, dokler ga ne postavite v obliko, s katero lahko primerjate izračun spremembe entropije ali ΔS. Entropijske vrednosti so podane kot standardna molarna entropija, ki je entropija enega mola snovi
v standardnih državnih pogojih. Standardna molarna entropija je označena s simbolom S ° in ima običajno enote joulov na mol Kelvina (J / mol · K).Pozitivna in negativna entropija
Drugi zakon termodinamike določa, da se entropija izoliranega sistema poveča, zato boste morda menim, da bi se entropija vedno povečevala in da bi bila sprememba entropije skozi čas vedno pozitivna vrednost.
Kot kaže, se včasih entropija sistema zmanjša. Je to kršitev drugega zakona? Ne, ker se zakon nanaša na izoliran sistem. Ko izračunate spremembo entropije v laboratorijski nastavitvi, se odločite za sistem, vendar bo okolje zunaj vašega sistema pripravljeno nadoknaditi vse spremembe entropije, ki jih boste morda videli. Medtem ko je vesolje kot celota (če ga obravnavate kot vrsta izoliranega sistema), lahko doživite an splošno povečanje entropije sčasoma lahko majhni žepi sistema postanejo negativni entropija. Na primer, lahko očistite mizo, prehajate iz nereda v red. Tudi kemične reakcije se lahko premikajo od naključnosti do reda. Na splošno:
Splina > Ssoln > Sliq > Strdna
Torej a sprememba stanja materije lahko povzroči pozitivno ali negativno spremembo entropije.
Napovedovanje entropije
V kemiji in fiziki boste pogosto morali napovedati, ali bo zaradi delovanja ali reakcije v entropiji prišlo do pozitivne ali negativne spremembe. Sprememba entropije je razlika med končno entropijo in začetno entropijo:
ΔS = Sf - Sjaz
Lahko pričakujete pozitiven ΔS ali povečanje entropije, če:
- trdna reaktanti tvorijo tekočo ali plinasto izdelkov
- tekoči reaktanti tvorijo pline
- veliko manjših delcev se združi v večje delce (običajno jih označi manj molov produkta kot reakcijskih molov)
A negativni ΔS ali se zmanjšanje entropije pogosto pojavi, kadar:
- plinasti ali tekoči reaktanti tvorijo trdne produkte
- plinasti reaktanti tvorijo tekoče proizvode
- velike molekule se disociirajo na manjše
- v izdelkih je več molov plina kot v reaktantih
Uporaba informacij o entropiji
S smernicami je včasih enostavno predvideti, ali bo sprememba entropije za kemijsko reakcijo pozitivna ali negativna. Na primer, ko se iz njegovih ionov tvori namizna sol (natrijev klorid):
Na+(aq) + Cl-(aq) → NaCl
Entropija trdne soli je nižja od entropije vodnih ionov, zato reakcija povzroči negativen ΔS.
Včasih lahko s pregledom kemijske enačbe predvidite, ali bo sprememba entropije pozitivna ali negativna. Na primer v reakciji med ogljikovim monoksidom in vodo, da nastaneta ogljikov dioksid in vodik:
CO (g) + H2O (g) → CO2(g) + H2(g)
Število molov reaktantov je enako številu molov izdelka, vse kemijske vrste so plini, molekule pa so videti, da so primerljive zapletenosti. V tem primeru morate poiskati standardne vrednosti molarne entropije vsake kemične vrste in izračunati spremembo entropije.
Viri
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entropija, prosta energija in ravnotežje." Kemija. McGraw-Hill visoko šolstvo. str. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). "Kemijska termodinamika." Pirotehniška kemija. Časopis za pirotehniko. ISBN 1-889526-15-0.