Exempel på entropiförändring

För problem med förändringar i entropi, att veta om förändringen ska vara positiv eller negativ är ett användbart verktyg för att kontrollera ditt arbete. Det är lätt att förlora ett tecken under termokemiska läxproblem. Detta exempelproblem visar hur man undersöker reaktanterna och produkterna för att förutsäga tecknet på en förändring i entropin av en reaktion.

Entropiproblem

Bestäm om entropiförändringen kommer att vara positiv eller negativ för följande reaktioner:
A) (NH₄)₂cr₂O₇(s) → Cr₂O₃(s) + 4 H₂O (l) + CO₂(G)
B) 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (g)
C) PCl₅ → PCl₃ + cl₂(G)

Lösning

Entropin av en reaktion hänför sig till positionssannolikheterna för varje reaktant. Till exempel har en atom i gasfas fler alternativ för position än samma atom i en fast fas. Det är därför gaser har mer entropi än fasta ämnen.

Vid reaktioner måste positionssannolikheterna jämföras för alla reaktanter till de producerade produkterna. Därför, om reaktionen endast involverar gaser, är entropin relaterad till det totala antalet mol på endera sidan av reaktionen. En minskning av antalet mol på produktsidan innebär lägre entropi. En ökning av antalet mol på produktsidan innebär högre entropi.

Om reaktionen involverar flera faser ökar produktionen av en gas typiskt entropin mycket mer än någon ökning i mol av en vätska eller fast material.

Reaktion A

(NH₄)₂cr₂O₇(s) → Cr₂O₃(s) + 4 H₂O (l) + CO₂(G)
Reaktantsidan innehåller endast en mol där produktsidan har sex mol producerade. Det var också en gas som producerades. Förändringen i entropi kommer att bli positiv.

Reaktion B

2 H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (g)
Det finns 3 mol på reaktantsidan och endast 2 på produktsidan. Förändringen i entropi kommer att bli negativ.

Reaktion C

PCl₅ → PCl₃ + cl₂(G)
Det finns fler mol på produktsidan än på reaktantsidan, därför kommer förändringen i entropi att bli positiv.

Svaröversikt

Reaktionerna A och C kommer att ha positiva förändringar i entropin.
Reaktion B kommer att ha negativa förändringar i entropin.