Incontrerai lo standard molare entropia in chimica generale, chimica fisica e termodinamica corsi, quindi è importante capire cos'è l'entropia e cosa significa. Ecco le basi per quanto riguarda l'entropia molare standard e come usarla per fare previsioni su a reazione chimica.
Punti chiave: entropia molare standard
- L'entropia molare standard è definita come l'entropia o il grado di casualità di una talpa di un campione in condizioni di stato standard.
- Le unità usuali di entropia molare standard sono joule per mole Kelvin (J / mol · K).
- Un valore positivo indica un aumento dell'entropia, mentre un valore negativo indica una diminuzione dell'entropia di un sistema.
Che cos'è l'entropia molare standard?
L'entropia è una misura della casualità, del caos o della libertà di movimento delle particelle. La lettera maiuscola S viene utilizzata per indicare l'entropia. Tuttavia, non vedrai calcoli per una semplice "entropia" perché il concetto è abbastanza inutile fino a quando non lo metti in una forma che può essere utilizzata per fare confronti per calcolare una variazione di entropia o ΔS. I valori di entropia sono dati come entropia molare standard, che è l'entropia di una talpa di una sostanza
alle condizioni standard dello stato. L'entropia molare standard è indicata dal simbolo S ° e di solito ha le unità joule per mole Kelvin (J / mol · K).Entropia positiva e negativa
La Seconda Legge della Termodinamica afferma che l'entropia degli aumenti del sistema isolato, quindi potresti pensare che l'entropia aumenterebbe sempre e che il cambiamento dell'entropia nel tempo sarebbe sempre positivo valore.
A quanto pare, a volte l'entropia di un sistema diminuisce. È una violazione della Seconda Legge? No, perché la legge fa riferimento a un sistema isolato. Quando si calcola una modifica dell'entropia in un'impostazione di laboratorio, si decide su un sistema, ma l'ambiente esterno al sistema è pronto a compensare eventuali cambiamenti nell'entropia che si potrebbero vedere. Mentre l'universo nel suo insieme (se lo consideri un tipo di sistema isolato), potrebbe verificarsi un aumento generale dell'entropia nel tempo, piccole sacche del sistema possono e fare esperienza negativa entropia. Ad esempio, puoi pulire la tua scrivania, passando dal disordine all'ordine. Anche le reazioni chimiche possono passare dalla casualità all'ordine. In generale:
Sgas > SSOLN > SLiq > Ssolido
Quindi a cambiamento nello stato della materia può provocare un cambiamento entropico positivo o negativo.
Predire l'entropia
In chimica e fisica, ti verrà spesso chiesto di prevedere se un'azione o una reazione provocherà un cambiamento positivo o negativo nell'entropia. Il cambiamento di entropia è la differenza tra entropia finale ed entropia iniziale:
ΔS = Sf - Sio
Puoi aspettarti un ΔS positivo o aumento dell'entropia quando:
- solido reagenti formare un liquido o gassoso prodotti
- reagenti liquidi formano gas
- molte particelle più piccole si uniscono in particelle più grandi (in genere indicate da un minor numero di moli del prodotto rispetto alle moli reagenti)
UN ΔS negativo o diminuzione dell'entropia si verifica spesso quando:
- reagenti gassosi o liquidi formano prodotti solidi
- reagenti gassosi formano prodotti liquidi
- le grandi molecole si dissociano in quelle più piccole
- ci sono più moli di gas nei prodotti di quanti ce ne siano nei reagenti
Applicazione di informazioni sull'entropia
Utilizzando le linee guida, a volte è facile prevedere se il cambiamento di entropia per una reazione chimica sarà positivo o negativo. Ad esempio, quando il sale da cucina (cloruro di sodio) si forma dai suoi ioni:
N / A+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (s)
L'entropia del sale solido è inferiore all'entropia degli ioni acquosi, quindi la reazione si traduce in un ΔS negativo.
A volte è possibile prevedere se il cambiamento di entropia sarà positivo o negativo controllando l'equazione chimica. Ad esempio, nella reazione tra monossido di carbonio e acqua per produrre anidride carbonica e idrogeno:
CO (g) + H2O (g) → CO2(g) + H2(G)
Il numero di moli reagenti è lo stesso del numero di moli del prodotto, tutte le specie chimiche sono gas e le molecole sembrano avere una complessità comparabile. In questo caso, dovresti cercare i valori standard di entropia molare di ciascuna delle specie chimiche e calcolare la variazione di entropia.
fonti
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entropia, energia libera ed equilibrio." Chimica. McGraw-Hill Istruzione superiore. p. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). "Termodinamica chimica". Chimica Pirotecnica. Journal of Pyrotechnics. ISBN 1-889526-15-0.