Вы встретите стандарт молярный энтропия в общей химии, физической химии и термодинамика Конечно, важно понимать, что такое энтропия и что это значит. Вот основные сведения о стандартной молярной энтропии и о том, как использовать ее для прогнозирования химическая реакция.
Ключевые выводы: стандартная молярная энтропия
- Стандартная молярная энтропия определяется как энтропия или степень случайности одного моля образца в стандартных условиях состояния.
- Обычные единицы стандартной молярной энтропии - джоули на моль Кельвина (Дж / моль · К).
- Положительное значение указывает на увеличение энтропии, в то время как отрицательное значение указывает на уменьшение энтропии системы.
Что такое стандартная молярная энтропия?
Энтропия это мера случайности, хаоса или свободы движения частиц. Заглавная буква S используется для обозначения энтропии. Однако вы не увидите вычислений для простой «энтропии», потому что концепция довольно бесполезна, пока вы не поместите ее в форму, которую можно использовать для сравнения для вычисления изменения энтропии или ΔS. Значения энтропии приведены в виде стандартной молярной энтропии, которая представляет собой энтропию одного моля вещества
в стандартных государственных условиях. Стандартная молярная энтропия обозначается символом S ° и обычно имеет единицы джоулей на моль Кельвина (Дж / моль · К).Положительная и отрицательная энтропия
Второй закон термодинамики гласит, что энтропия изолированной системы возрастает, так что вы можете думаю, энтропия всегда будет расти, и что изменение энтропии со временем всегда будет положительным значение.
Оказывается, иногда энтропия системы уменьшается. Это нарушение Второго Закона? Нет, потому что закон относится к изолированная система. Когда вы вычисляете изменение энтропии в лабораторных условиях, вы выбираете систему, но среда вне вашей системы готова компенсировать любые изменения энтропии, которые вы можете увидеть. Хотя вселенная в целом (если вы считаете ее типом изолированной системы), может испытывать общее увеличение энтропии с течением времени, небольшие карманы системы могут и действительно испытывают негативные энтропия. Например, вы можете почистить свой стол, переходя от беспорядка к порядку. Химические реакции тоже могут переходить от случайности к порядку. В общем:
Sгаз > SSOLN > Sжидк > Sтвердый
Так что изменение состояния материи может привести к положительному или отрицательному изменению энтропии.
Прогнозирование энтропии
В химии и физике вас часто просят предсказать, приведет ли действие или реакция к положительному или отрицательному изменению энтропии. Изменение энтропии - это разница между конечной энтропией и начальной энтропией:
ΔS = Sе - Sя
Вы можете ожидать положительный ΔS или увеличение энтропии, когда:
- твердый реагенты образуют жидкость или газообразный товары
- жидкие реагенты образуют газы
- многие более мелкие частицы объединяются в более крупные частицы (обычно на это указывает меньшее количество молей продукта, чем молей реагента)
отрицательный ΔS или уменьшение энтропии часто происходит, когда:
- газообразные или жидкие реагенты образуют твердые продукты
- газообразные реагенты образуют жидкие продукты
- большие молекулы распадаются на более мелкие
- в продуктах больше молей газа, чем в реагентах
Применение информации об энтропии
Используя рекомендации, иногда легко предсказать, будет ли изменение энтропии для химической реакции положительным или отрицательным. Например, когда поваренная соль (хлорид натрия) образуется из ее ионов:
не доступно+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (s)
Энтропия твердой соли ниже энтропии водных ионов, поэтому реакция приводит к отрицательному значению ΔS.
Иногда вы можете предсказать, будет ли изменение энтропии положительным или отрицательным путем проверки химического уравнения. Например, в реакции между окисью углерода и водой с образованием углекислого газа и водорода:
CO (г) + H2O (г) → CO2(г) + Н2(грамм)
Число молей реагента такое же, как число молей продукта, все химические частицы представляют собой газы, и молекулы, по-видимому, имеют сопоставимую сложность. В этом случае вам необходимо найти стандартные значения молярной энтропии для каждого из химических веществ и рассчитать изменение энтропии.
источники
- Чанг, Рэймонд; Брэндон Круикшанк (2005). «Энтропия, свободная энергия и равновесие». Химия. McGraw-Hill Высшее образование. п. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Косанке К. (2004). «Химическая термодинамика». Пиротехническая химия. Журнал пиротехники. ISBN 1-889526-15-0.