Luați în considerare reacția exotermă:
CO + 2H2 => CH3OH - 93,5 kJ
Factorul de acțiune entalpie determină curgerea în direcția înainte.
AH <0 (процесс экзотермический)
Cu toate acestea, cea mai mare valoare a entropiei este atins atunci când descompunerea metanolului în hidrogen și monoxid de carbon, deoarece numărul de molecule de gaz crește de trei ori.
Se calculează variația de entropie a sistemului ca răspuns direct.
Schimbarea de entropie în timpul unei reacții chimice (ΔS) este suma entropiilor produselor minus suma entropiei materiilor prime.
Tabelul 3. reactanți standard de entropie participante
ΔS ° = 240,1 J / mol · K · mol 1 - (197,5 J / mol · K · 1 mol + 130,5 J / mol · K · 2 mol) = -218.4 J / K.
Prin urmare, în sinteza entropiei metanol scade.
Astfel, factorii entalpie și enropiyny acționează în direcții opuse.
Pentru a ține seama de acțiunea celor doi factori utilizați în termodinamica funcției de stare a sistemului - energie Gibbs (G). Este folosit pentru condiții izobare-izoterme și este legată de entalpia și entropia relației simplu:
schimbarea de energie Gibbs în reacția chimică:
Natura acestei schimbări oferă o indicație asupra posibilității fundamentale sau imposibilitatea punerii în aplicare.
La presiune și temperatură constante apar spontan numai acele reacții chimice care sunt însoțite de o scădere a energiei libere Gibbs.
Cu alte cuvinte, AG <0 (т.е. энергия Гиббса системы в исходном состоянии больше, чем в конечном) свидетельствует о возможности самопроизвольного осуществления реакции. Если же ∆G> 0, atunci procesul nu poate continua în aceste condiții.
Folosind valorile cunoscute ale entalpiile standard de formare a entropiei și substanțelor standard pot prezice posibilitatea unei reacții chimice la o temperatură dată.
Sub energia standard, Gibbs de formare realiza schimbarea de energie Gibbs în timpul formării reacției 1 mol de compus de substanțe simple. La fel ca entalpia și entropia:
schimbare standard de energie Gibbs în reacția chimică este suma energiei standard, Gibbs a formării produșilor de reacție mai mică cantitatea de standard energiile Gibbs de formare a materiilor prime.
Utilizarea datelor din tabel putem calcula variația energiei Gibbs în condiții standard.
Luați în considerare reacția reversibilă:
N2 (g) + ZN2 (g) ↔ 2NH3 (g).
Pentru condiții standard bH ° = - 92,4kDzh ΔS ° = -0,1978 kJ / K
Gibbs schimbare de energie:
ΔG0 = ΔH0 - TΔS0 = -92,4 - (0,198 ∙ 298) = 92,4 + 59,0 = -33.4 kJ.
Deci, în condiții normale, reacția are loc în direcția înainte, deși aceasta este însoțită de o scădere a entropiei (predomină factorul entalpie). Backlash - descompunerea amoniacului în hidrogen și azot - termodinamic în aceste condiții (în principiu) este imposibilă.
Cu toate acestea, ca și creșterea temperaturii devine tot mai semnificativ efectul factorului entropiei.
În cazul reacției inverse au în mod natural semne AG opuse. Deja la 500K devine posibil, în principiu, la descompunerea amoniacului. La 800K această caracteristică crește.
Când entalpia și entropia factorilor de acțiune echilibru reciproc, adică, = 0 AG. Aceasta aduce o stare de echilibru chimic. În acest caz, rata reacției forward este viteza inversă.
constanta de echilibru chimic este legat de schimbarea în ecuația energiei Gibbs: ΔGreak. = -RT In K
schimbarea de energie Gibbs determină doar posibilitatea reacțiilor chimice. Condițiile de reacție specifice debitul poate fi infinit mai mică. Acest lucru se datorează barierei energiei de activare atunci când sunt încălzite sau iluminate prin reacția luminii solare va avea loc imediat.