Энтропия | Химия A-level | OCR, AQA, Edexcel

Энтропия в мгновение ока! Получите полный курс химии уровня A-level по ссылке http://bit.ly/2lL0BKo, созданный Барни Фидлером, экспертом по химии из SnapRevise. SnapRevise — ведущий в Великобритании ресурс для подготовки к экзаменам A-level и GCSE, предлагающий комплексные видеокурсы, созданные опытными преподавателями. Наши курсы разработаны с учетом требований экзаменационных комиссий OCR, AQA, SNAB, Edexcel B, WJEC, CIE и IAL, кратко охватывая все важные концепции, необходимые для каждой спецификации. В дополнение ко всему контенту, наши курсы включают сотни видео с экзаменационными вопросами, где мы показываем, как решать задачи, и шаг за шагом объясняем, как получить максимальный балл. Зарегистрируйтесь сегодня, и вместе мы сделаем химию уровня A-level легкой прогулкой! Ключевые моменты, рассматриваемые в этом видео: 1. Что заставляет реакцию протекать? 2. Введение в энтропию 3. Изменение энтропии системы 4. Изменение энтропии окружающей среды 5. Расчет общего изменения энтропии 6. Прогнозирование изменений энтропии Что заставляет реакцию «происходить»? Некоторые реакции происходят сами по себе, например, после воспламенения магний просто сгорит в кислороде без какого-либо дополнительного воздействия с нашей стороны: тогда как обратная реакция не произойдет, если мы не заставим ее произойти, изменив что-то, например, температуру: Мы называем реакции, происходящие без нашего участия, спонтанными. Что определяет, произойдет ли реакция? Заманчиво сказать, что это изменение энергии — возможно, реакции происходят, если уменьшается полная энергия, поскольку это более стабильно? Однако должно быть что-то еще, потому что эндотермические реакции действительно происходят сами по себе. Одна только энтальпия не может сказать нам, осуществима ли реакция. Энтропия Энтропия — это величина, введенная в термодинамике, чтобы объяснить, почему события во Вселенной происходят именно так. Проще всего представить энтропию как меру беспорядка. Более сложный способ рассмотрения энтропии — это количество способов распределения частиц и энергии. Существует гораздо больше конфигураций, в которых могут находиться частицы газа, и гораздо больше способов распределения энергии, поэтому энтропия выше. Фундаментальное наблюдение о Вселенной, в которой мы живем, заключается в том, что общая энтропия всегда будет увеличиваться, как и энтропия замкнутой системы. Следовательно, в самопроизвольном процессе общая энтропия должна увеличиваться. Расчет изменений энтропии Когда мы думаем об изменениях энтропии, мы делим Вселенную на две части. Система — это химическая реакция, которую мы отслеживаем. Окружающая среда — это остальная часть Вселенной (все, что нас не интересует). Между ними может происходить только обмен энергией. Изменение энтропии системы Все вещества обладают связанной с ними энтропией. Единицы измерения — Дж К⁻¹ моль⁻¹ — это станет понятнее, когда мы рассмотрим окружающую среду. Эти значения были исследованы и зафиксированы, поэтому мы можем просто найти их в справочнике. Если мы хотим узнать изменение энтропии, используйте: Пример: Используя приведенные ниже данные, найдите стандартное изменение энтропии для реакции, заданной уравнением. Расчет изменения энтропии Когда мы думаем об изменении энтропии, мы делим Вселенную на две части. Система — это химическая реакция, которую мы отслеживаем. Энтропия окружающей среды Единственный способ, которым химическая реакция может изменить энтропию (беспорядок) окружающей среды, — это передать ей тепло. Величина изменения энтропии для заданного количества тепловой энергии зависит от того, насколько горяча уже окружающая среда. Поглощенное тепло равно энергии, выделяемой химическими веществами. Тепловая энергия, поглощенная химическими веществами, — это изменение энтальпии, ΔH, поэтому тепло, поглощенное окружающей средой, равно отрицательному значению этого изменения. Теперь вы понимаете, почему энтропия имеет единицы измерения Дж К⁻¹ моль⁻¹. Изменение общей энтропии Иногда мы называем изменение общей энтропии изменением энтропии Вселенной: могут происходить только реакции с положительным значением ΔStotal. Предсказание изменений энтропии Часто мы можем предсказать, будет ли изменение энтропии системы положительным или отрицательным, не вычисляя точное значение. Изменение состояния. При добавлении карбоната аммония к уксусной кислоте. При сжигании магния в кислороде. Изменение количества молей. При реакции гидратированного гидроксида бария с твердым хлоридом аммония. Если количество молей увеличивается, но продукты имеют состояния с меньшей энтропией, не всегда будет очевидно, увеличивается или уменьшается энтропия системы. Растворение ионных твердых веществ в воде. 1. Разрушение кристаллической решетки. 2. Гидратация ионов. Энтропия системы обычно увеличивается при растворении ионных твердых веществ. При растворении кристаллов нитрата аммония в воде. Помните, что система — это не вся картина, и нам нужно учитывать также изменения энтропии окружающей среды.