Entropijas maiņas piemēra problēma

Reakcijas entropijas maiņas zīmes prognozēšana

Reakcijas entropija ir katra reaģenta pozicionālās varbūtības.

MirageC / Getty Images

Problēmām, kas saistītas ar entropijas izmaiņām, noderīgs instruments, lai pārbaudītu savu darbu, ir zināt, vai izmaiņām jābūt pozitīvām vai negatīvām. Ir viegli pazaudēt zīmi laikā termoķīmija mājasdarbu problēmas. Šis problēmas piemērs parāda, kā pārbaudīt reaģenti un produkti, lai prognozētu reakcijas entropijas izmaiņu zīmi.

Entropijas problēma

Nosakiet, vai entropijas izmaiņas būs pozitīvas vai negatīvas šādām reakcijām:
A) (NH4)2Cr2O7(s) → Cr2O3(s) + 4 H2O(l) + CO2(g)
B) 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)
C) PCl5 → PCl3 + Cl2 (g)

Risinājums

Reakcijas entropija attiecas uz katra reaģenta pozīcijas varbūtību. Piemēram, atomam savā gāzes fāzē ir vairāk pozīciju izvēles iespēju nekā tam pašam atoms cietā fāzē. Tāpēc gāzēm ir lielāka entropija nekā cietvielas .

Reakcijās ir jāsalīdzina pozicionālās varbūtības visiem reaģentiem ar ražotajiem produktiem. Tāpēc, ja reakcija ietver tikai gāzes , entropija ir saistīta ar kopējo skaitu kurmji abās reakcijas pusēs. Molu skaita samazināšanās produkta pusē nozīmē zemāku entropiju. Molu skaita palielināšanās produkta pusē nozīmē lielāku entropiju.

Ja reakcija ietver vairākas fāzes, gāzes veidošanās parasti palielina entropiju daudz vairāk nekā jebkurš molu pieaugums. šķidrums vai ciets.

Reakcija A

(NH₄)_diviKr_diviO₇(s) → Kr_diviO₃(s) + 4 H_diviO (l) + CO_divi(g)
Reaģenta pusē ir tikai viens mols, kur produkta pusē ir iegūti seši moli. Tika ražota arī gāze. Entropijas izmaiņas būs pozitīvs .

Reakcija B

2 H_divi(g) + O_divi(g) → 2 H_diviO(g)
Reaģenta pusē ir 3 moli, bet produkta pusē - tikai 2. Entropijas izmaiņas būs negatīvs .

Reakcija C

PCl₅→ PCl₃+ Cl_divi(g)
Produkta pusē ir vairāk molu nekā reaģenta pusē, tāpēc entropijas izmaiņas būs pozitīvs .

Atbilžu kopsavilkums

Reakcijām A un C būs pozitīvas izmaiņas entropijā.
Reakcijai B būs negatīvas entropijas izmaiņas.