Enthalpie en entropie

[Student Farmacie]

Dinsdag heb ik een examen waarbij ik de volgende formule uit moet leggen.

T = H/S, Temperatuur (de overganstemperatuur van bijvoorbeeld smeltend ijs) = enthalpie (warmte in een systeem) / entropie (de wanorde).

Deze formule is geldig wanneer de Gibbs vrije energie gelijk is aan 0. Dus een proces in evenwicht.

Klopt het, dat wanneer de temperatuur wordt verhoogt, de enthalpie dus ook zal verhogen en daardoor de entropie in grootte toeneemt? Of hoe kan ik deze formule het beste uitleggen?

En bij deze formule (waar bovenstaande formule van afgeleid is):

G= H - TS

Klopt het hierbij dat hoe hoger de temperatuur, hoe negatiever de G (Gibbs vrije energie) zal worden en hoe spontaner een proces is?

Bij voorbaat dank,

[Kravitz]

Je start eigenlijk van de formule:

\(\Delta G° = \Delta H° - T \Delta S°\)

De Gibbs vrije energie weet je iets te zeggen over de spontaniteit van de reactie. Indien deze kleiner dan nul is spreken we van een spontane reactie, indien groter van niet-spontaan. In het geval van

\(\Delta G°\)

= 0 hebben we evenwicht.

Klopt het hierbij dat hoe hoger de temperatuur, hoe negatiever de G (Gibbs vrije energie) zal worden en hoe spontaner een proces is?

Dit is niet altijd waar! Het is altijd afhankelijk van de te beschouwen reactie.

Stel dat

\(\Delta H° = -30kj/mol\)

en

\(\Delta S° = -130j/K mol\)

dan is bij kamertemperatuur

\(\Delta G° = -30kj/mol -298K (-0,130kj/K mol) = 8,74kj/mol\)

Geen spontane reactie dus. Als we nu de temperatuur opdrijven naar 400K krijgen we

\(\Delta G°=22kj/mol\)

Hier geldt dus hoe hoger de temperatuur hoe minder spontaan de reactie!

Klopt het, dat wanneer de temperatuur wordt verhoogt, de enthalpie dus ook zal verhogen en daardoor de entropie in grootte toeneemt? Of hoe kan ik deze formule het beste uitleggen?

Als je de temperatuur verhoogt zal

\(T=\frac{\Delta H}{\Delta S} \)

niet geldig blijven. Het systeem zal verder reageren (zie delta G) en zich opnieuw instellen op een nieuw evenwicht.