Diferența dintre reacțiile spontane și ne-spontane
Share
Diferența principală - Reacții spontane și ne-spontane
Reacțiile spontane și ne-spontane sunt cele două tipuri de reacții chimice care pot apărea în mediul înconjurător. Reacțiile spontane au loc pe cont propriu într-un anumit set de condiții. Cu toate acestea, ar trebui să se furnizeze energie pentru ca reacțiile ne-spontane să continue. Schimbarea energiei libere Gibbs este negativă pentru reacțiile spontane. Prin urmare, aceste reacții eliberează energie în împrejurimi sub formă de căldură. În reacțiile ne-spontane, schimbarea energiei libere Gibbs este pozitivă. Ei absorb energia din mediul înconjurător. În acest sens, reacțiile spontane sunt exergice, în timp ce reacțiile ne-spontane sunt endergonice. principala diferență între reacții spontane și ne-spontane este asta reacțiile spontane eliberează energie din sistem, făcând-o mai stabilă, în timp ce reacțiile ne-spontane cresc energia totală a sistemului.
Domenii cheie acoperite
1. Ce sunt reacțiile spontane?
- Definiție, termodinamică, exemple
2. Ce sunt Reacțiile Nonsponate?
- Definiție, termodinamică, exemple
3. Care sunt asemănările dintre reacțiile spontane și ne-spontane
- Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre reacțiile spontane și ne-spontane
- Compararea diferențelor cheie
Termeni-cheie: reacții endergice, entropie, reacții exergice, energie liberă Gibbs, reacții ne-spontane, reacții spontane
Ce sunt reacțiile spontane?
Reacțiile spontane se referă la reacțiile chimice care apar fără a fi conduse de o forță exterioară. Cele două forțe motrice ale unei reacții chimice sunt entalpia și entropia. Entalpia este o proprietate termodinamică a unui sistem care este suma energiei interne adăugate la produsul presiunii și volumului sistemului. Entropia este o altă proprietate termodinamică care contabilizează energia termică a sistemului pe unitatea de temperatură. Descrie întâmplări și tulburări ale moleculelor. Când apariția unei reacții chimice scade entalpia și crește entropia sistemului, este considerată o reacție favorabilă. Deoarece reacțiile spontane îndeplinesc cele două condiții de mai sus, acestea apar fără intervenție internă.
Figura 1: Combustia lemnului
Combustia este un exemplu de reacții spontane. Produsele din incendiu constau în parte din cele două gaze: dioxid de carbon și vapori de apă. Combustia generează căldură. Astfel, este o reacție exergică. Încălzirea crește entropia sistemului. Dar, entropia produselor de combustie are o entropie redusă.
Ce sunt Reacțiile Nonsponate?
Reacțiile ne-spontane se referă la reacțiile chimice care necesită o introducere de energie pentru a continua. În reacțiile ne-spontane, entalpia și entropia preferă reactanții. Astfel, reactanții sunt mai stabili decât produsele. Din acest motiv, reacția chimică este endergonică, absorbind căldură. Ea scade și entropia. Schimbarea energiei libere Gibbs în timp în reacții ne-spontane este prezentată în figura 2.
Figura 2: Schimbarea energiei / timpului liber Gibbs
Reacția dintre azotul atmosferic și oxigen este un exemplu de reacție ne-spontană. Formează monoxid de azot. La presiunea atmosferică normală și la temperatură, această reacție este nefavorabilă. Aceasta înseamnă că reactanții reacției chimice, adică gazele de azot și oxigen, sunt mai stabili decât produsul: monoxid de azot. Dar, la temperaturi foarte ridicate, cum ar fi fulgere, această reacție este favorabilă.
Asemănări între reacțiile spontane și ne-spontane
- Ambele reacții spontane și ne-spontane au loc în mediul înconjurător.
- Ambele reacții spontane și ne-spontane se produc într-un sistem cu limite definite.
- Ambele reacții spontane și ne-spontane se supun celor trei legi ale termodinamicii.
Diferența dintre reacțiile spontane și ne-spontane
Definiție
Reacții spontane: Reacțiile spontane se referă la reacțiile chimice care apar fără a fi conduse de o forță exterioară.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane se referă la reacțiile chimice care necesită o introducere de energie pentru a continua.
Favorabil / Nefavorabil
Reacții spontane: Reacțiile spontane sunt favorabile.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane sunt nefavorabile.
Introducerea energiei
Reacții spontane: Reacțiile spontane nu necesită introducerea energiei pentru a se desfășura într-un set de condiții.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane necesită o introducere de energie pentru a continua.
Schimbarea energiei gratuite Gibbs
Reacții spontane: Schimbarea energiei libere Gibbs într-o reacție spontană este negativă (ΔG° < 0).
Reacții ne-spontane: Schimbarea energiei libere Gibbs într-o reacție ne-spontană este pozitivă (ΔG° > 0).
Energia totală a sistemului
Reacții spontane: Reacțiile spontane eliberează energia liberă din sistem, făcând-o mai stabilă.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane măresc energia totală a sistemului.
Energia totală a produselor
Reacții spontane: Energia totală a produselor unei reacții spontane este mai mică decât cea a reactanților.
Reacții ne-spontane: Energia totală a produselor unei reacții ne-spontane este mai mare decât cea a reactanților.
entalpia
Reacții spontane: Reacțiile spontane au o entalpie negativă.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane au o entalpie pozitivă.
Reacții exergice / endergice
Reacții spontane: Reacțiile spontane sunt reacții exergice.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane sunt reacții endergonice.
entropia
Reacții spontane: Reacțiile spontane cresc entropia.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane scad entropia.
Viteza reacției
Reacții spontane: Reacțiile spontane apar rapid.
Reacții ne-spontane: Reacțiile ne-spontane au loc cu mai puțină viteză.
Exemple
Reacții spontane: Reacțiile la ardere sunt spontane.
Reacții ne-spontane: Reacția dintre azotul atmosferic și oxigen este un exemplu de reacție ne-spontană.
Concluzie
Reacțiile spontane și ne-spontane sunt cele două tipuri de reacții chimice care apar în mediul înconjurător. Reacțiile spontane sunt exergice. Deci, ei reduc entalpia și măresc entropia sistemului. Cu toate acestea, reacțiile ne-spontane sunt endergonice. Acestea cresc entalpia sistemului deoarece necesită o intrare externă de energie pentru a continua. De asemenea, scad entropia. În acest sens, reacțiile spontane sunt favorabile în cadrul unui set dat de reacții chimice. Dar reacțiile ne-spontane sunt nefavorabile. Principala diferență între reacțiile spontane și cele ne-spontane este proprietățile termodinamice ale fiecărui tip de reacție.
Referinţă:
1. "Legile termodinamicii". Legile termodinamicii Boundless Chemistry, disponibil aici.
2. "11.5: Reacții spontane și energie liberă". LibreTexts, Libretexts, 1 Nov. 2017, Disponibil aici.
3. "Reacție endergică". Wikipedia, Fundația Wikimedia, 16 decembrie 2017, disponibil aici.
Datorită fotografiei:
1. "Foc mare" de Fir0002 - Încărcat inițial pe Wikipedia în engleză de autor (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
2. "Reacția endergică" de Provenzano15 - Muncă proprie (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons
