Θα συναντήσετε πρότυπο τραπεζίτης η εντροπία στη γενική χημεία, η φυσική χημεία, και θερμοδυναμική έτσι είναι σημαντικό να καταλάβουμε τι είναι η εντροπία και τι σημαίνει αυτό. Εδώ είναι τα βασικά σχετικά με την πρότυπη μοριακή εντροπία και πώς να το χρησιμοποιήσετε για να κάνετε προβλέψεις για ένα χημική αντίδραση.
Λέξεις κλειδιά: Τυπική μοριακή εντροπία
- Η τυπική μοριακή εντροπία ορίζεται ως η εντροπία ή ο βαθμός τυχαιότητας ενός γραμμομορίου ενός δείγματος υπό κανονικές συνθήκες κατάστασης.
- Οι συνήθεις μονάδες πρότυπης γραμμομοριακής εντροπίας είναι τα ζεύγη ανά mole Kelvin (J / mol · K).
- Μια θετική τιμή δείχνει μια αύξηση στην εντροπία, ενώ μια αρνητική τιμή υποδηλώνει μια μείωση στην εντροπία ενός συστήματος.
Τι είναι η τυπική μοριακή εντροπία;
Η εντροπία είναι ένα μέτρο της τυχαιότητας, του χάους ή της ελευθερίας της κίνησης των σωματιδίων. Το κεφαλαίο γράμμα S χρησιμοποιείται για να δηλώσει την εντροπία. Ωστόσο, δεν θα δείτε υπολογισμούς για απλή "εντροπία" επειδή η έννοια είναι αρκετά άχρηστη έως ότου την τοποθετήσετε σε μια μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει συγκρίσεις για να υπολογίσει μια αλλαγή της εντροπίας ή ΔS. Οι τιμές εντροπίας δίδονται ως πρότυπη μοριακή εντροπία, η οποία είναι η εντροπία ενός mole της ουσίας
σε τυπικές συνθήκες κατάστασης. Η πρότυπη μοριακή εντροπία υποδηλώνεται με το σύμβολο S ° και συνήθως έχει τις μονάδες joules ανά mole Kelvin (J / mol · K).Θετική και Αρνητική Εντροπία
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής δηλώνει την εντροπία των απομονωμένων αυξήσεων του συστήματος, έτσι μπορείτε ότι η εντροπία θα αυξανόταν πάντα και ότι η αλλαγή στην εντροπία με την πάροδο του χρόνου θα ήταν πάντα θετική αξία.
Όπως αποδεικνύεται, μερικές φορές η εντροπία ενός συστήματος μειώνεται. Είναι αυτή η παραβίαση του Δεύτερου Νόμου; Όχι, επειδή ο νόμος αναφέρεται σε ένα μεμονωμένο σύστημα. Όταν υπολογίζετε μια αλλαγή εντροπίας σε μια εργαστηριακή ρύθμιση, αποφασίζετε για ένα σύστημα, αλλά το περιβάλλον έξω από το σύστημά σας είναι έτοιμο να αντισταθμίσει τυχόν αλλαγές στην εντροπία που μπορεί να δείτε. Ενώ το σύμπαν στο σύνολό του (αν το θεωρείτε ένα είδος απομονωμένου συστήματος), μπορεί να αντιμετωπίσετε ένα συνολική αύξηση της εντροπίας με την πάροδο του χρόνου, οι μικρές τσέπες του συστήματος μπορούν να κάνουν και να βιώνουν αρνητικές εμπειρίες η εντροπία. Για παράδειγμα, μπορείτε να καθαρίσετε το γραφείο σας, μετακινώντας από τη διαταραχή στην τάξη. Οι χημικές αντιδράσεις μπορούν επίσης να μεταφερθούν από την τυχαιότητα στην τάξη. Γενικά:
μικρόαέριο > Ssoln > Sliq > Sστερεός
Ετσι, ένα αλλαγή της κατάστασης της ύλης μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα μια θετική ή αρνητική αλλαγή εντροπίας.
Προβλέποντας την Εντροπία
Στη χημεία και στη φυσική, θα σας ζητηθεί συχνά να προβλέψετε εάν μια ενέργεια ή μια αντίδραση θα έχει ως αποτέλεσμα θετική ή αρνητική αλλαγή στην εντροπία. Η αλλαγή στην εντροπία είναι η διαφορά μεταξύ της τελικής εντροπίας και της αρχικής εντροπίας:
ΔS = Sφά - SΕγώ
Μπορείτε να περιμένετε ένα θετικό ΔS ή αύξηση της εντροπίας όταν:
- στερεός αντιδραστήρια σχηματίζουν ένα υγρό ή αέριο προϊόντα
- τα υγρά αντιδραστήρια σχηματίζουν αέρια
- πολλά μικρότερα σωματίδια συσσωματώνονται σε μεγαλύτερα σωματίδια (συνήθως υποδεικνύονται από λιγότερα γραμμομοριακά προϊόντα από ό, τι τα μόρια αντιδραστηρίων)
ΕΝΑ αρνητική ΔS ή η μείωση της εντροπίας συμβαίνει συχνά όταν:
- τα αέρια ή τα υγρά αντιδραστήρια σχηματίζουν στερεά προϊόντα
- τα αέρια αντιδραστήρια σχηματίζουν υγρά προϊόντα
- τα μεγάλα μόρια διαχωρίζονται σε μικρότερα
- υπάρχουν περισσότερα γραμμομόρια αερίου στα προϊόντα από ότι υπάρχουν στα αντιδραστήρια
Εφαρμογή πληροφοριών σχετικά με την εντροπία
Χρησιμοποιώντας τις κατευθυντήριες γραμμές, μερικές φορές είναι εύκολο να προβλέψουμε αν η αλλαγή στην εντροπία για μια χημική αντίδραση θα είναι θετική ή αρνητική. Για παράδειγμα, όταν το επιτραπέζιο άλας (χλωριούχο νάτριο) σχηματίζεται από τα ιόντα του:
Na+(υδ) + Cl-(υδατ.) → NaCl (s)
Η εντροπία του στερεού άλατος είναι μικρότερη από την εντροπία των υδατικών ιόντων, οπότε η αντίδραση έχει αρνητικό ΔS.
Μερικές φορές μπορείτε να προβλέψετε εάν η αλλαγή στην εντροπία θα είναι θετική ή αρνητική από την επιθεώρηση της χημικής εξίσωσης. Για παράδειγμα, στην αντίδραση μεταξύ μονοξειδίου του άνθρακα και νερού για την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου:
CO (g) + Η2O (g) → CO2(g) + Η2(σολ)
Ο αριθμός των γραμμομορίων αντιδραστηρίου είναι ο ίδιος με τον αριθμό των γραμμομορίων προϊόντος, όλα τα χημικά είδη είναι αέρια και τα μόρια φαίνεται να είναι συγκρίσιμης πολυπλοκότητας. Σε αυτή την περίπτωση, θα πρέπει να αναζητήσετε τις πρότυπες τιμές μοριακής εντροπίας για κάθε ένα από τα χημικά είδη και να υπολογίσετε την αλλαγή στην εντροπία.
Πηγές
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Εντροπία, Ελεύθερη Ενέργεια και Ισορροπία". Χημεία. McGraw-Hill Ανώτατη Εκπαίδευση. Π. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, Κ. (2004). "Χημική Θερμοδυναμική". Pyrotechnic Chemistry. Εφημερίδα της Πυροτεχνίας. ISBN 1-889526-15-0.