Är reaktionen spontan?

1. Är den följande reaktionen spontan eller inte, motivera.

$C {H_{4}}_{(g)} + 2 O_{2 (g) \to} C O_{2 (g) +} 2 H_{2} O_{(l)}$

Jag började med att räkna entalpin.

$∆ H = H (e f t e r) - H (f ö r e) ∆ H = - 754, 5 k J / m o l$

Eftersom entalpin är mindre än 0 så tyder reaktionen på att det är en exoterm reaktion, energi har alltså frigjorts när reaktanterna övergick till sitt grundtillstånd för att bli mer stabila. Detta tyder på en spontan reaktion eftersom reaktanterna inte har tagit upp energi från sin omgivning.

Sen använde jag mig av entropin för att studera oordningen och då har jag kommit fram till att eftersom reaktanterna övergick från att vara i gasform till flytande form. Så har oordningen minskat eftersom partiklarna i flytande form har en mer ordnat struktur jämfört med gasform. Som slutsats tyder detta på att reaktionen inte är en spontan reaktion eftersom oordningen är stor bland spontana reaktioner och i det här fallet har oordningen minskat.

Tack på förhand!

Har du läst om Gibbs fria energi? För det är dess ändring som avgör om en reaktion är spontan. Gibbs fria energi beror av entalpiändringen, temperaturen och entropiändringen enligt

$∆ G = ∆ H - T ∆ S$

En sänkning av entalpin med 754,5 kJ/mol är väldigt mycket, så det är rimligt att anta att reaktionen är spontan bara av den anledningen. Du borde också kunna lista ut vilken typ av reaktion det är frågan om - förbränning - och att de är spontana. Om någonting börjar brinna så brinner det tills någon reaktant tar slut.

Ytterligare en kommentar: koldioxid är en gas, inte en vätska.

Teraeagle skrev :
Har du läst om Gibbs fria energi? För det är dess ändring som avgör om en reaktion är spontan. Gibbs fria energi beror av entalpiändringen, temperaturen och entropiändringen enligt
$∆ G = ∆ H - T ∆ S$
En sänkning av entalpin med 754,5 kJ/mol är väldigt mycket, så det är rimligt att anta att reaktionen är spontan bara av den anledningen. Du borde också kunna lista ut vilken typ av reaktion det är frågan om - förbränning - och att de är spontana. Om någonting börjar brinna så brinner det tills någon reaktant tar slut.
Ytterligare en kommentar: koldioxid är en gas, inte en vätska.

Hur beräknar jag entropiändringen utifrån den kemiska reaktionen och om temperaturen inte är angiven vilket rimligt värde bör man ha på temperaturen vid beräkningar för att att avgöra reaktionens spontanitet?

Du kan inte beräkna entropiändringen på ett enkelt sätt. Inom ramen för kemi 1 skulle jag säga att det här är det bästa tillvägagångssättet för att svara på uppgiften:

Identifiera att det är en förbränning och att båda produkterna då bör vara i gasfas till följd av den höga temperaturen.
Om antalet partiklar inte förändras samtidigt som alla reaktanter och produkter är i gasfas kommer entropin inte att ändras särskilt mycket.
Du vet att entalpiändringen är <<0 och det betyder att reaktionen kommer vara spontan givet det som står i punkt 2. Om du kollar på min formel i förra inlägget så ser du att $∆ S \approx 0$ och $∆ H < 0$ kommer medföra att $∆ G < 0$ och det är vad som avslöjar att reaktionen är spontan.

Nu svarade du inte på ifall ni har jobbat med Gibbs fria energi, men annars kan det vara bra att lära sig att en reaktion med sänkning av entalpin och oförändrad entropi alltid sker spontant.

Svara

Visa senaste svar