Hva skjer i Exergonic Kjemiske reaksjoner?

Reaksjonene er klassifisert som exergonic eller endergonic av endringen i en mengde som kalles "Gibbs fri energi". I motsetning endergon reaksjon kan en exergonic reaksjon oppstår spontant, uten behov for å legge inn arbeid. Det betyr ikke at en reaksjon vil nødvendigvis oppstå rett og slett fordi det er exergonic - den hastigheten som reaksjon kunne være så treg at det aldri vil skje på en tidsskala du bryr deg om.

Gibbs Free Energy

Gibbs fri energi blir ikke kalt "fri energi" fordi det er ingen prislapp, men fordi den måler hvor mye ikke-mekanisk arbeid et system kan gjøre. Dersom reaktantene i en prosess har høyere Gibbs fri energi enn produktene, blir den prosess som kalles exergonic, noe som betyr at det frigjør energi. En annen måte å si dette på er å beskrive reaksjonen som termodynamisk spontan, noe som betyr at du ikke trenger å gjøre arbeidet for å gjøre reaksjonen skje.

Eksoterm vs. Exergonic

Mange, men ikke alle, exergonic reaksjonene er eksoterme, noe som betyr at de frigjør varme. En reaksjon kan faktisk være exergonic, imidlertid, og likevel absorbere varme, eller være endoterm. Derfor eksoterm og exergonic ikke nødvendigvis gå sammen. Hovedforskjellen mellom dem ligger i forskjellen mellom arbeids versus varme; en exergonic prosessen frigjør energi gjennom arbeid, mens en eksoterm prosess frigjør energi gjennom varme. Videre kan en fremgangsmåte være exergonic ved noen temperaturer, men ikke ved andre.

Entropy vs. Entalpi

Nittende århundre kjemikere funnet spontane endoterme reaksjoner ganske rart; Da tenkte de at en reaksjon bør være spontan hvis det frigjør varme. Hva de manglet ble rollen til entropi, som er et mål på mengden av energi tilgjengelig for arbeid i et system. Hvis vi ser på systemet, samt sine omgivelser, vil en prosess være exergonic hvis det fører til en netto økning i entropi. Avgivelse av varme til omgivelsene bevirker entropien til å øke, men en slik reaksjon kan fortsatt absorberer varme og være exergonic hvis entropien av systemet øker med en enda større mengde.

betraktninger

Inndamping - prosessen hvorved en væske blir til en gass - er forbundet med en meget stor positiv endring i entropi. Exergonic reaksjoner som absorberer varme er ofte reaksjoner som frigjør en gass som ett av produktene. Ettersom temperaturen øker, vil disse reaksjonene bli mer exergonic. En eksoterm reaksjon som frigjør varme, derimot, vil være mer exergonic ved lavere temperaturer enn ved høyere seg. Alle disse betraktninger spiller en rolle i å bestemme hvorvidt en reaksjon vil være spontan.