Entropia reakcji

Entropia reakcji chemicznych

Entropia reakcji (Δs lub ΔS) odnosi się do zmiany entropii układu podczas reakcji chemicznej, przy stałym ciśnieniu i temperaturze, gdy liczba postępu reakcji wynosi jeden.

Definicja liczby postępu reakcji

Liczba postępu reakcji (λ) została zdefiniowana przez Théophila de Dondera w 1920 roku jako:

$\backslash lambda\; =\; \backslash frac\{n\_\{zi\}\}\{\backslash nu\_i\}$

gdzie λ = 1, gdy liczby moli produktów są równe odpowiednim współczynnikom stechiometrycznym w równaniu reakcji.

Obliczanie entropii reakcji

Entropia reakcji chemicznej jest pochodną cząstkową entropii układu, co można wyrazić jako:

$\backslash Delta\; s\_\{p,T\}\; =\; \backslash left(\; \backslash frac\{\backslash partial\; s\}\{\backslash partial\; \backslash lambda\}\; \backslash right)\_\{p,\; T\}.$

Można ją również określić na podstawie molowych entalpii reagentów:

$S\_i\; =\; \backslash left(\; \backslash frac\{\backslash partial\; s\}\{\backslash partial\; n\_i\}\; \backslash right)\_\{p,T,\; n\_j\; \backslash ne\; i\}.$

Entropia układu termodynamicznego

Entropia układu złożonego z k składników jest wyrażona jako:

$s\; =\; \Sigma \; n\_\{i\}\; S\_\{i\}\; =\; f\; (T,\; p,\; n\_\{1\},\; n\_\{2\},\; n\_\{3\},\; \dots ,\; n\_\{k\}).$

Obliczenie entropii reakcji

Aby obliczyć entropię reakcji chemicznej, należy wyznaczyć różnicę pomiędzy sumą ilorazów dla produktów a sumą dla substratów:

$\backslash Delta\; s\; =\; \backslash sum\; \{n\_\{i,prod\}\; S\_\{i,prod\}\}\; –\; \backslash sum\; \{n\_\{i,subs\}\; S\_\{i,subs\}\}.$

W skrócie, entropia reakcji stanowi kluczowy element w termodynamice, pozwalający na analizę zmian w układzie chemicznym podczas reakcji. Jej obliczenia bazują na liczbie postępu reakcji oraz entropii reagentów, co umożliwia zrozumienie procesów zachodzących w różnych warunkach.