Entrópia és annak változását a kémiai reakció
Entrópia és annak változását a kémiai reakció
Mérjük meg a rendezetlen állapot a rendszer termodinamikai függvény, az úgynevezett entrópia.
a rendszer állapotát jellemzi mikroállapotok alkotó részecskék, azaz a. e. a pillanatban koordináták és sebességek különböző típusú forgalmi különböző irányokba. Száma mikroállamok rendszer az úgynevezett termodinamikai valószínűsége, hogy a rendszer W. Mivel a részecskék száma egy hatalmas rendszerben (például 1 mól 6,02-1023 vendég részecskék), a termodinamikai valószínűsége, hogy a rendszer van kifejezve óriási számban. Ezért használja a logaritmus termodinamikai valószínűség LNW. Érték egyenlő klnW = S, ahol k a Boltzmann állandó, és az S - entrópia a rendszer. Entrópia per egy mól az anyag, van egy egységnyi értéke J / (mol × K). Az entrópia egy anyag standard állapotban nevezik a standard entrópia veschestvaS °.
Eltérően más termodinamikai függvények, akkor lehet meghatározni, nem csak a változás entrópia, hanem az abszolút jelentését. Ez következik a kifejezett az 1911 M Planck posztulátumot, amely szerint „a abszolút nulla, az entrópia egy tökéletes kristály nulla.” Ez posztulátum az úgynevezett harmadik főtétele.
Ahogy a hőmérséklet növeli a sebességet a különböző részecskék mozgások, t. E. Számuk mikroállapot és ennek megfelelően a termodinamikai valószínűsége és entrópia anyag.
Az átmenet a szilárd állapotból folyékony állapotba jelentősen növeli rendezetlen, és így az entrópia az anyag (S0pl). Különösen rendellenesség meredeken emelkedik anyagot annak átmenet a folyadék gáz halmazállapotú (S ° forralás). Entrópia növekszik az átállás során kristályos anyag amorf állapotban. Az entrópia egyszerű anyagok egy periodikus függvény a sorszám az elem. Növelése atomok száma a molekulában, és összetettsége a molekula növekedéséhez vezet entrópia.
A változás az entrópiában a rendszer eredményeként a kémiai reakció (DRS °) (reakció entrópia) összegével egyenlő az entrópia a reakció termékek kevésbé összege az entrópia a kiindulási anyagok figyelembe véve a sztöchiometrikus együtthatók. Ennek eredményeként a kémiai reakció (2.13) egy változás entrópia a rendszer (reakció entrópia).
DRS ° = lS0L + mS0M-dS0D-bS0B (2,15)
4. példa Számítsuk ki a entrópia reakció CH4 + H2O = CO + ZN2 standard körülmények reagensek és termékek a folyamat. Határozat. Egyenlet szerint (2,15) felírható:
DRS ° = S0CO + 3S0H2-S0CH4-S0H2O® = 1 mol • 197,54 J / mol • K • mol + 3 130,58 J / mol • K • mol -1 186,19 J / mol • K -1 mol • 188,7 J / mol • K = 214,39Dzh / K.
Válasz: DRS ° = 214,39 J / K.
Amint látható, a változás az entrópiában a rendszer által a reakció megnövekedett (pozitív entrópia reakció) DRS °> 0. entrópia folyamat növeli, ha a mennyiség a reakció rendszerben növeli. Gáznemű anyagok az úgynevezett „hordozók entrópia”.
Így, az entrópia jellemzi száma mikroállamok, és fokmérője a rendellenesség egy rendszerben. Növekedése jelzi a rendszer termodinamikai folyamat eredményeként egy rendezettebb állapotban egy kevésbé szabályos.
A termodinamika második törvénye az elszigetelt rendszerek. izolált rendszerek spontán protekayuttolko folyamatok növekedése kísérte a entrópia: DrS0> 0.
A rendszerek, amelyekben a kémiai reakciók lépnek fel, nem különítjük el, mivel azok módosítások kíséretében belső energia (hő reakció), m. E. Exchange-energiát a környezettel. Kémiai reakciók haladhat spontán és növelése nélkül entrópia, de ez növeli az entrópia a környezetével. Például, a kémiai reakciókat a szervezetben kíséri bármely csökkenést entrópia (rendelési rendszer történik). Azonban a szervezet szerez energiát a környezetből (élelmiszer, levegő). Élelmiszerek előállítása növekedése kísérte a entrópia körülvevő környezetben, azaz. E. A életet minden egyes kapcsolódik növekedéséhez entrópia.
Kémiai reakciók általában kíséri változásokat mind entrópia entalpia.
Az entalpia és entrópia tényezők izobárszint izoterm folyamatokat. Az előző ismertetésből következik, hogy a kémiai folyamatok játszódnak két tendencia: a) a vágy, hogy alkotnak erős kötések a részecskék közötti emelkedni bonyolultabb vegyületek, csökkenése kíséri az energiarendszer; b) elkötelezettség a szétválasztás a részecskéket a betegség, amelyet növekedése entrópia. Az első tendencia a izobár-izoterm körülmények között, azzal jellemezve entalpia folyamatot faktor és fejezzük mennyiségileg keresztül DRS ° (kJ / mól). A második tendencia jellemzi az entrópia-faktort, mennyiségileg expresszált terméke az abszolút hőmérséklet a entrópia a folyamat, azaz. E. TDR ° (kJ / mól).