Setkáte se se standardem molár entropie v obecné chemii, fyzikální chemii a termodynamika kurzy, takže je důležité pochopit, co je entropie a co to znamená. Zde jsou základy týkající se standardní molární entropie a jak ji použít k vytváření předpovědí o a chemická reakce.
Klíčové cesty: Standardní molarová entropie
- Standardní molární entropie je definována jako entropie nebo míra náhodnosti jednoho molu vzorku za podmínek standardního stavu.
- Obvyklé jednotky standardní molární entropie jsou jouly na mol Kelvina (J / mol · K).
- Kladná hodnota označuje nárůst entropie, zatímco záporná hodnota znamená pokles entropie systému.
Co je standardní molární entropie?
Entropie je míra náhodnosti, chaosu nebo svobody pohybu částic. Velké písmeno S se používá k označení entropie. Výpočty pro jednoduchou „entropii“ však neuvidíte, protože koncept je dosti nepoužitelný, dokud jej nedáte do podoby, kterou lze použít k porovnání při výpočtu změny entropie nebo ΔS. Hodnoty entropie jsou uváděny jako standardní molární entropie, což je entropie jednoho molu látky
za standardních stavových podmínek. Standardní molární entropie je označena symbolem S ° a obvykle má jednotky jouly na mol Kelvina (J / mol · K).Pozitivní a negativní entropie
Druhý termodynamický zákon uvádí, že entropie izolovaného systému se zvyšuje, takže můžete myslím, že entropie se bude vždy zvyšovat a že změna entropie v průběhu času bude vždy pozitivní hodnota.
Jak se ukazuje, někdy se snižuje entropie systému. Jedná se o porušení druhého zákona? Ne, protože zákon odkazuje na izolovaný systém. Při výpočtu změny entropie v laboratorním nastavení se rozhodnete pro systém, ale prostředí mimo váš systém je připraveno kompenzovat všechny změny entropie, které se mohou objevit. Zatímco vesmír jako celek (pokud to považujete za typ izolovaného systému), může zažít celkový nárůst entropie v průběhu času, malé kapsy systému mohou a mají negativní zkušenost entropie. Můžete si například vyčistit stůl a přestěhovat se z nepořádku na objednávku. Také chemické reakce se mohou pohybovat od náhodnosti k pořádku. Obecně:
Splyn > Ssoln > Sliq > Spevný
Takže a změna stavu hmoty může mít za následek pozitivní nebo negativní změnu entropie.
Předpovídání entropie
V chemii a fyzice budete často požádáni, abyste předpovídali, zda akce nebo reakce povedou k pozitivní nebo negativní změně entropie. Změna entropie je rozdíl mezi konečnou entropií a počáteční entropií:
ΔS = SF - Si
Můžete očekávat pozitivní ΔS nebo zvýšení entropie, když:
- pevný reaktanty tvoří kapalinu nebo plyn produkty
- kapalné reaktanty tvoří plyny
- mnoho menších částic se spojí do větších částic (obvykle indikovaných méně molů produktu než molů reakčních složek)
A negativní ΔS nebo ke snížení entropie často dochází, když:
- plynné nebo kapalné reaktanty tvoří pevné produkty
- plynné reaktanty tvoří kapalné produkty
- velké molekuly se disociují na menší
- v produktech je více molů plynu než v reakčních složkách
Použití informací o entropii
Pomocí pokynů je někdy snadné předpovědět, zda změna entropie pro chemickou reakci bude pozitivní nebo negativní. Například, když se stolní sůl (chlorid sodný) tvoří z jeho iontů:
Na+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (s)
Entropie pevné soli je nižší než entropie vodných iontů, takže reakce vede k negativní AS.
Někdy můžete předpovědět, zda změna entropie bude pozitivní nebo negativní kontrolou chemické rovnice. Například při reakci mezi oxidem uhelnatým a vodou za vzniku oxidu uhličitého a vodíku:
CO (g) + H2O (g) → CO2(g) + H2(G)
Počet molů reaktantů je stejný jako počet molů produktu, všechny chemické látky jsou plyny a molekuly se zdají být srovnatelné složitosti. V tomto případě budete muset vyhledat standardní hodnoty molární entropie každého chemického druhu a vypočítat změnu entropie.
Zdroje
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entropie, volná energie a rovnováha." Chemie. McGraw-Hill Higher Education. str. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). "Chemická termodynamika." Pyrotechnická chemie. Žurnál pyrotechniky. ISBN 1-889526-15-0.