Entropia ja reaktion spontaanisuuden ennustaminen

Entropia S on suure joka kuvaa systeemin epäjärjestyksen määrää. Eristetyssä systeemissä entropia kasvaa (termodynamiikan 2. pääsääntö).

dS = S(tuotteet) – S(lähtöaineet)

Esim.

Vesi höyrystyy H2O(l) -> H20(g) dS>0

Vesi tiivistyy H20(l) -> H20(s) dS=-22 J/K< 0.

Huom! Koska jälkimmäinen on eksoterminen reaktio, kasvaa ympäristön entropia ja samalla kokonaisentropia dS(kok) = dS(ymp) + dS(syst) eikä tapahtuma ole termodynamiikan 2.pääsäännön vastainen.

Reaktion spontaanisuus voidaan ennustaa Gibbsin enegiamuutoksen dG avulla.

dG = dH - TdS

Reaktio tapahtuu spontaanisti jos dG<0.

Esim. Veden jäätymisessä vapautuva energia dH=-6010 J.

Jolloin lämpötilassa -10C = 263K

dG=-6010 kJ – 263K*(-22 J/K) = -224 J

Ja lämpötilassa 25C = 298 K

dG =-6010 – 298K*(-22 J/K) = 546 J

Harj. 1.2. ja 1.3 s.22