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