Przykładowy problem zmiany entropii

Przewidywanie znaku zmiany entropii reakcji

Entropia reakcji to prawdopodobieństwa pozycyjne dla każdego reagenta.

MirageC / Getty Images

W przypadku problemów związanych ze zmianami entropii wiedza o tym, czy zmiana powinna być dodatnia, czy ujemna, jest przydatnym narzędziem do sprawdzenia swojej pracy. Łatwo zgubić znak podczas termochemia problemy z pracą domową. Ten przykładowy problem pokazuje, jak zbadać reagenty i produkty do przewidywania znaku zmiany entropii reakcji.

Problem entropii

Określ, czy zmiana entropii będzie dodatnia czy ujemna dla następujących reakcji:
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)

Rozwiązanie

Entropia reakcji odnosi się do prawdopodobieństw pozycyjnych dla każdego reagenta. Na przykład atom w fazie gazowej ma więcej opcji na pozycje niż te same atom w fazie stałej. Dlatego gazy mają większą entropię niż ciała stałe .

W reakcjach prawdopodobieństwa pozycyjne należy porównać dla wszystkich reagentów z wytworzonymi produktami. Dlatego jeśli reakcja obejmuje tylko gazy , entropia jest związana z całkowitą liczbą krety po obu stronach reakcji. Spadek liczby moli po stronie produktu oznacza niższą entropię. Wzrost liczby moli po stronie produktu oznacza wyższą entropię.

Jeśli reakcja obejmuje wiele faz, wytwarzanie gazu zwykle zwiększa entropię znacznie bardziej niż jakikolwiek wzrost moli płyn lub stałe.

Reakcja A

(NH₄)_dwaCr_dwaO₇(s) → Cr_dwaO₃(s) + 4 godz_dwaO(l) + CO_dwa(g)
Strona reagenta zawiera tylko jeden mol, natomiast strona produktu ma sześć wytworzonych moli. Powstał również gaz. Zmiana entropii będzie pozytywny .

Reakcja B

2 godz_dwa(g) + O_dwa(g) → 2 godz_dwaO(g)
Po stronie reagenta znajdują się 3 mole, a po stronie produktu tylko 2 mole. Zmiana entropii będzie negatywny .

Reakcja C

PCl₅→ PCl₃+ Cl_dwa(g)
Po stronie produktu jest więcej moli niż po stronie substratów, dlatego zmiana entropii będzie pozytywny .

Podsumowanie odpowiedzi

Reakcje A i C będą miały dodatnie zmiany w entropii.
Reakcja B będzie miała ujemne zmiany w entropii.