Sie werden auf Standard stoßen Molar Entropie in der allgemeinen Chemie, physikalischen Chemie und Thermodynamik Es ist daher wichtig zu verstehen, was Entropie ist und was sie bedeutet. Hier sind die Grundlagen zur Standard-Molentropie und wie man sie verwendet, um Vorhersagen über a zu treffen chemische Reaktion.
Key Takeaways: Standard Molar Entropy
- Die molare Standardentropie ist definiert als die Entropie oder der Zufallsgrad eines Mols einer Probe unter Standardzustandsbedingungen.
- Übliche Einheiten der molaren Standardentropie sind Joule pro Mol Kelvin (J / mol · K).
- Ein positiver Wert zeigt eine Zunahme der Entropie an, während ein negativer Wert eine Abnahme der Entropie eines Systems anzeigt.
Was ist Standardmolare Entropie?
Entropie ist ein Maß für die Zufälligkeit, das Chaos oder die Bewegungsfreiheit von Partikeln. Der Großbuchstabe S bezeichnet die Entropie. Sie werden jedoch keine Berechnungen für einfache "Entropie" sehen, da das Konzept ziemlich nutzlos ist, bis Sie es in eine Form bringen, mit der Vergleiche durchgeführt werden können, um eine Änderung der Entropie oder von ΔS zu berechnen. Entropiewerte werden als Standard-Molentropie angegeben, die die Entropie eines Mols einer Substanz ist
unter normalen Zustandsbedingungen. Die molare Standardentropie wird mit dem Symbol S ° bezeichnet und hat üblicherweise die Einheiten Joule pro Mol Kelvin (J / mol · K).Positive und negative Entropie
Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie des isolierten Systems zunimmt Ich denke, die Entropie würde immer zunehmen und diese Änderung der Entropie im Laufe der Zeit wäre immer positiv Wert.
Wie sich herausstellt, nimmt die Entropie eines Systems manchmal ab. Ist dies ein Verstoß gegen das zweite Gesetz? Nein, denn das Gesetz bezieht sich auf eine Isoliertes System. Wenn Sie eine Entropieänderung in einer Laboreinstellung berechnen, entscheiden Sie sich für ein System, aber die Umgebung außerhalb Ihres Systems ist bereit, eventuell auftretende Entropieänderungen zu kompensieren. Während das Universum als Ganzes (wenn Sie es als eine Art isoliertes System betrachten) möglicherweise ein Wenn die Entropie im Laufe der Zeit insgesamt zunimmt, können und müssen kleine Taschen des Systems negativ sein Entropie. Zum Beispiel können Sie Ihren Schreibtisch reinigen und von Unordnung zu Ordnung übergehen. Auch chemische Reaktionen können von der Zufälligkeit zur Ordnung übergehen. Allgemein:
S.Gas > S.soln > S.liq > S.solide
Also a Änderung des Zustands der Materie kann entweder zu einer positiven oder einer negativen Entropieänderung führen.
Entropie vorhersagen
In Chemie und Physik werden Sie häufig gefragt, ob eine Aktion oder Reaktion zu einer positiven oder negativen Änderung der Entropie führt. Die Änderung der Entropie ist der Unterschied zwischen der endgültigen Entropie und der anfänglichen Entropie:
ΔS = S.f - S.ich
Sie können eine erwarten positiv ΔS oder Erhöhung der Entropie, wenn:
- solide Reaktanten bilden eine Flüssigkeit oder gasförmig Produkte
- flüssige Reaktanten bilden Gase
- Viele kleinere Partikel verschmelzen zu größeren Partikeln (typischerweise angezeigt durch weniger Produktmol als Reaktantenmol).
EIN negatives ΔS oder eine Abnahme der Entropie tritt häufig auf, wenn:
- gasförmige oder flüssige Reaktanten bilden feste Produkte
- gasförmige Reaktanten bilden flüssige Produkte
- große Moleküle dissoziieren in kleinere
- Die Produkte enthalten mehr Mol Gas als die Reaktanten
Anwenden von Informationen zur Entropie
Anhand der Richtlinien ist es manchmal leicht vorherzusagen, ob die Entropieänderung für eine chemische Reaktion positiv oder negativ ist. Zum Beispiel, wenn sich aus seinen Ionen Tafelsalz (Natriumchlorid) bildet:
N / a+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (s)
Die Entropie des festen Salzes ist geringer als die Entropie der wässrigen Ionen, so dass die Reaktion zu einem negativen ΔS führt.
Manchmal können Sie durch Überprüfung der chemischen Gleichung vorhersagen, ob die Entropieänderung positiv oder negativ ist. Zum Beispiel bei der Reaktion zwischen Kohlenmonoxid und Wasser unter Bildung von Kohlendioxid und Wasserstoff:
CO (g) + H.2O (g) → CO2(g) + H.2(G)
Die Anzahl der Molen der Reaktanten entspricht der Anzahl der Mol des Produkts, alle chemischen Spezies sind Gase und die Moleküle scheinen von vergleichbarer Komplexität zu sein. In diesem Fall müssen Sie die Standardwerte für die molare Entropie jeder chemischen Spezies nachschlagen und die Änderung der Entropie berechnen.
Quellen
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entropie, freie Energie und Gleichgewicht." Chemie. McGraw-Hill Hochschulbildung. p. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). "Chemische Thermodynamik." Pyrotechnische Chemie. Zeitschrift für Pyrotechnik. ISBN 1-889526-15-0.