Standardna definicija molarne entropije u kemiji

Naići ćete na standardne kutnjak entropija u općoj kemiji, fizičkoj kemiji i termodinamika tečajeve, pa je važno razumjeti što je entropija i što ona znači. Ovdje su osnove standardne molarne entropije i kako se koristiti za predviđanje o kemijska reakcija.

Ključni postupci: Standardna molarna entropija

Entropija je mjera slučajnosti, kaosa ili slobode kretanja čestica. Veliko slovo S koristi se za označavanje entropije. No, nećete vidjeti izračune za jednostavnu "entropiju" jer je koncept prilično beskoristan dok ga ne stavite u obrazac koji se može upotrijebiti za izračun promjene entropije ili ΔS. Entropijske vrijednosti date su kao standardna molarna entropija, što je entropija jednog mola neke tvari

Drugi zakon termodinamike kaže da se entropija izoliranog sustava povećava, pa biste mogli mislim da bi se entropija uvijek povećavala i da će promjena entropije s vremenom uvijek biti pozitivna vrijednost.

Kako se ispostavilo, ponekad se entropija sustava smanjuje. Je li ovo kršenje Drugog zakona? Ne, jer se zakon odnosi na an izolirani sustav. Kad izračunate promjenu entropije u postavci laboratorija, odlučujete se za sustav, ali okruženje izvan vašeg sustava spremno je nadoknaditi sve promjene entropije koje biste mogli vidjeti. Dok bi svemir u cjelini (ako ga smatrate vrstom izoliranog sustava), mogao doživjeti an ukupni porast entropije tijekom vremena, mali džepi u sustavu mogu i dožive negativno entropija. Na primjer, možete očistiti svoj stol, prelazeći iz nereda u red. Kemijske reakcije se također mogu kretati od slučajnosti do redoslijeda. Općenito:

S_plin > S_otop > S_liq > S_solidan

Dakle a promjena stanja materije može rezultirati ili pozitivnom ili negativnom promjenom entropije.

U kemiji i fizici često ćete morati predvidjeti hoće li akcija ili reakcija rezultirati pozitivnom ili negativnom promjenom entropije. Promjena entropije je razlika između konačne entropije i početne entropije:

ΔS = S_f - S_ja

Možete očekivati pozitivni ΔS ili povećanje entropije kada:

• solidan reaktanata tvore tekuću ili plinovitu proizvodi
• tekući reaktanti tvore plinove
• mnogo manjih čestica sakuplja se u veće čestice (koje su obično označene sa manje molova proizvoda od mola reaktanata)

negativni ΔS ili smanjenje entropije često se događa kada:

• plinoviti ili tekući reaktanti tvore čvrste proizvode
• plinoviti reaktanti tvore tekuće proizvode
• velike molekule razdvajaju se na manje
• u proizvodima ima više molova plina nego u reaktantima

Koristeći se smjernicama, ponekad je lako predvidjeti hoće li promjena entropije za kemijsku reakciju biti pozitivna ili negativna. Na primjer, kada stolna sol (natrijev klorid) nastane iz njegovih iona:

na⁺(aq) + Cl^-(aq) → NaCl

Entropija krute soli manja je od entropije vodenih iona, pa reakcija rezultira negativnim ΔS.

Ponekad možete predvidjeti hoće li promjena entropije biti pozitivna ili negativna pregledom kemijske jednadžbe. Na primjer, u reakciji između ugljičnog monoksida i vode za dobivanje ugljičnog dioksida i vodika:

CO (g) + H₂O (g) → CO₂(g) + H₂(G)

Broj molova reaktanata jednak je broju molova proizvoda, sve kemijske vrste su plinovi, a čini se da su molekule slične složenosti. U tom slučaju trebate potražiti standardne molarne vrijednosti entropije svake kemijske vrste i izračunati promjenu entropije.

• Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entropija, slobodna energija i ravnoteža." Kemija. McGraw-Hill visoko obrazovanje. str. 765. ISBN 0-07-251264-4.
• Kosanke, K. (2004). "Kemijska termodinamika." Pirotehnička kemija. Časopis za pirotehniku. ISBN 1-889526-15-0.