Sisältö
Reaktiot luokitellaan eksergonisiksi tai endergoneiksi muutoksella määrään, jonka nimi on "Gibbsin vapaa energia". Toisin kuin endergoniset reaktiot, eksergoninen reaktio voi tapahtua spontaanisti, ilman tarvetta työhön. Tämä ei tarkoita, että reaktio tapahtuu välttämättä yksinkertaisesti siksi, että sen eksergoninen - reaktion tapahtumisnopeus voi olla niin hidas, että se ei tapahdu koskaan sinulle tärkeässä aikataulussa.
Gibbs vapaa energia
Gibbsin vapaata energiaa ei kutsuta "ilmaiseksi energiaksi", koska siinä ei ole hintamerkkiä, vaan koska se mittaa kuinka paljon ei-mekaanista työtä järjestelmä voi tehdä. Jos prosessin reagensseilla on enemmän Gibbs-vapaata energiaa kuin tuotteilla, prosessia kutsutaan eksergoniseksi, mikä tarkoittaa, että se vapauttaa energiaa. Toinen tapa sanoa tämä on kuvata reaktio termodynaamisesti spontaaniksi, mikä tarkoittaa, että sinun ei tarvitse tehdä työtä, jotta reaktio tapahtuu.
Eksoterminen vs. Exergonic
Monet, mutta eivät kaikki, eksergoniset reaktiot ovat eksotermisiä, mikä tarkoittaa, että ne vapauttavat lämpöä. Reaktio voi tosiasiassa olla eksergoninen, mutta silti absorboida lämpöä tai olla endoterminen. Näin ollen eksoterminen ja eksergoninen eivät välttämättä sovi yhteen. Keskeinen ero niiden välillä on työn ja lämmön välisessä erossa; eksergoninen prosessi vapauttaa energiaa työn kautta, kun taas eksoterminen prosessi vapauttaa energiaa lämmön kautta. Lisäksi prosessi voi olla eksergoninen tietyissä lämpötiloissa, mutta ei toisissa.
Entropia vs. entalpia
Yhdeksännentoista vuosisadan kemistit pitivät spontaaneja endotermisiä reaktioita melko hämmentävänä; he perustelivat, että reaktion tulisi olla spontaani, jos se vapauttaa lämpöä. Heiltä puuttui entropian rooli, joka on mitta energian määrästä, jota järjestelmässä ei ole käytettävissä työhön. Jos tarkastellaan järjestelmää samoin kuin sen ympäristöä, prosessi on eksergoninen, jos se aiheuttaa entropian nettolisäyksen. Lämmön vapauttaminen ympäristöön aiheuttaa entropian lisääntymisen, mutta tällainen reaktio voi silti absorboida lämpöä ja olla eksergoninen, jos järjestelmän entropia kasvaa vielä suurempi määrä.
näkökohdat
Haihtuminen - prosessi, jossa neste muuttuu kaasuksi - liittyy erittäin suureen positiiviseen muutokseen entropiassa. Lämpöä absorboivat eksergoniset reaktiot ovat usein reaktioita, jotka vapauttavat kaasun yhtenä tuotteesta. Lämpötilan noustessa nämä reaktiot muuttuvat entisemmiksi. Lämpöä vapauttava eksoterminen reaktio on sitä vastoin eksergonisempi alhaisemmissa lämpötiloissa kuin korkeissa. Kaikilla näillä huomioilla on merkitys määritettäessä onko reaktio spontaani.