Du støder på standard molær entropi i generel kemi, fysisk kemi og termodynamik kurser, så det er vigtigt at forstå, hvad entropi er, og hvad det betyder. Her er de grundlæggende oplysninger om standard molær entropi, og hvordan man bruger den til at foretage forudsigelser om a kemisk reaktion.
Key takeaways: Standard Molar Entropy
- Standard molær entropi defineres som entropien eller graden af tilfældighed af en mol af en prøve under standardtilstandsbetingelser.
- Almindelige enheder af standard molær entropi er joule pr. Mol Kelvin (J / mol · K).
- En positiv værdi indikerer en stigning i entropi, mens en negativ værdi angiver et fald i entropiet for et system.
Hvad er standard molær entropi?
Entropi er et mål for partikernes tilfældighed, kaos eller bevægelsesfrihed. Hovedstaven S bruges til at betegne entropi. Du kan dog ikke se beregninger for enkel "entropi", fordi konceptet er temmelig nytteløst, indtil du lægger det i en form, der kan bruges til at foretage sammenligninger til at beregne en ændring af entropi eller ΔS. Entropyværdier er angivet som standard molær entropi, som er entropien for en mol af et stof
ved standardtilstandsbetingelser. Standard molær entropi betegnes med symbolet S ° og har normalt enhederne joule pr. Mol Kelvin (J / mol · K).Positiv og negativ entropi
Den anden lov om termodynamik siger, at entropien af det isolerede system forøges, så du måske tror entropi altid ville stige, og at ændring i entropi over tid altid ville være en positiv værdi.
Som det viser sig, falder entropien til et system undertiden. Er dette et overtrædelse af den anden lov? Nej, fordi loven henviser til en isoleret system. Når du beregner en entropyændring i en labindstilling, beslutter du et system, men miljøet uden for dit system er klar til at kompensere for alle ændringer i entropien, du måtte se. Mens universet som helhed (hvis du betragter det som en type isoleret system), kan du opleve en generel stigning i entropi over tid, små lommer på systemet kan og oplever negative entropi. For eksempel kan du rengøre dit skrivebord ved at gå fra uorden til ordre. Kemiske reaktioner kan også flytte fra tilfældighed til rækkefølge. Generelt:
Sgas > Sopløsning > SLIQ > Ssolid
Så a ændring i sagen kan resultere i enten en positiv eller negativ entropiændring.
Forudsigelse af entropi
I kemi og fysik bliver du ofte bedt om at forudsige, om en handling eller reaktion vil resultere i en positiv eller negativ ændring i entropi. Ændringen i entropi er forskellen mellem endelig entropi og initial entropi:
ΔS = Sf - Sjeg
Du kan forvente en positiv ΔS eller stigning i entropi, når:
- solid reaktanter danner en væske eller gasformig Produkter
- flydende reaktanter danner gasser
- mange mindre partikler samles sammen i større partikler (typisk angivet med færre produktmol end reaktantmol)
EN negativ ΔS eller fald i entropi forekommer ofte, når:
- gasformige eller flydende reaktanter danner faste produkter
- gasformige reaktanter danner flydende produkter
- store molekyler dissocierer til mindre
- der er flere mol gas i produkterne end der er i reaktanterne
Anvendelse af oplysninger om entropi
Ved hjælp af retningslinjerne er det undertiden let at forudsige, om ændringen i entropi for en kemisk reaktion vil være positiv eller negativ. Når der f.eks. Dannes bordsalt (natriumchlorid) fra dets ioner:
na+(aq) + Cl-(aq) → NaCl (s)
Entropien af det faste salt er lavere end entropien af de vandige ioner, så reaktionen resulterer i et negativt ΔS.
Nogle gange kan du forudsige, om ændringen i entropi vil være positiv eller negativ ved inspektion af den kemiske ligning. F.eks. I reaktionen mellem kulilte og vand til produktion af kuldioxid og brint:
CO (g) + H2O (g) → CO2(g) + H2(G)
Antallet af reaktant-mol er det samme som antallet af produkt-mol, alle kemiske arter er gasser, og molekylerne ser ud til at være af sammenlignelig kompleksitet. I dette tilfælde er du nødt til at slå de standardmolære entropyværdier op for hver af de kemiske arter og beregne ændringen i entropi.
Kilder
- Chang, Raymond; Brandon Cruickshank (2005). "Entropi, fri energi og ligevægt." Kemi. McGraw-Hill videregående uddannelse. s. 765. ISBN 0-07-251264-4.
- Kosanke, K. (2004). "Kemisk termodynamik." Pyroteknisk kemi. Journal of Pyrotechnics. ISBN 1-889526-15-0.