Obsah
Reakcie sa klasifikujú ako exergonické alebo endergonické zmenou množstva nazývaného „Gibbsova bezplatná energia“. Na rozdiel od endergonických reakcií sa exergonická reakcia môže objaviť spontánne bez toho, aby bolo potrebné pracovať. To neznamená, že reakcia sa nevyhnutne uskutoční jednoducho preto, že je exergonická - rýchlosť, v ktorej reakcia prebieha, môže byť taká pomalá, že sa nikdy nestane v časovom rámci, na ktorom vám záleží.
Bezplatná energia Gibbs
Gibbsova bezplatná energia sa nepovažuje za „bezplatnú energiu“, pretože nejde o cenu, ale preto, že meria, koľko nemechanickej práce systém dokáže. Ak reaktanty v procese majú vyššiu Gibbsovu voľnú energiu ako produkty, tento proces sa nazýva exergonický, čo znamená, že uvoľňuje energiu. Ďalším spôsobom, ako to povedať, je opísať reakciu ako termodynamicky spontánnu, čo znamená, že nemusíte robiť prácu, aby reakcia prebehla.
Exotermický vs. exergonický
Mnoho, ale nie všetky, exergonické reakcie sú exotermické, čo znamená, že uvoľňujú teplo. Reakcia však môže byť v skutočnosti exergonická a napriek tomu absorbovať teplo alebo môže byť endotermická. Exotermické a exergonické teda nemusia nevyhnutne súvisieť. Kľúčový rozdiel medzi nimi spočíva v rozdiele medzi prácou a teplom; exergonický proces uvoľňuje energiu prostredníctvom práce, zatiaľ čo exotermický proces uvoľňuje energiu prostredníctvom tepla. Okrem toho môže byť proces pri niektorých teplotách exergonický, ale pri iných nie.
Entropia vs. entalpia
Chemici 19. storočia považovali spontánne endotermické reakcie za úplne zarážajúce; zdôvodnili, že reakcia by mala byť spontánna, ak uvoľní teplo. Chýbala im úloha entropie, ktorá je mierou množstva energie, ktorá nie je k dispozícii na prácu v systéme. Ak vezmeme do úvahy systém ako aj jeho okolie, proces bude exergonický, ak spôsobí čisté zvýšenie entropie. Uvoľňovanie tepla do okolia spôsobuje zvýšenie entropie, ale takáto reakcia môže stále absorbovať teplo a byť exergonická, ak sa entropia systému zvyšuje o ešte väčšie množstvo.
dôležité informácie
Odparovanie - proces, pri ktorom sa z kvapaliny stáva plyn - je spojený s veľmi veľkou pozitívnou zmenou entropie. Exergonické reakcie, ktoré absorbujú teplo, sú často reakcie, ktoré uvoľňujú plyn ako jeden z produktov. So zvyšujúcou sa teplotou sa tieto reakcie stávajú exergonickejšími. Naproti tomu exotermická reakcia, ktorá uvoľňuje teplo, bude pri nižších teplotách exergickejšia ako pri vyšších. Všetky tieto úvahy hrajú úlohu pri určovaní, či bude reakcia spontánna.