Innhold
Reaksjonene er klassifisert som eksergoniske eller endergoniske ved endring i en mengde som kalles "Gibbs free energy." I motsetning til endergoniske reaksjoner, kan en eksergonisk reaksjon oppstå spontant uten behov for innspill. Det betyr ikke at en reaksjon nødvendigvis vil skje rett og slett fordi den er eksergonisk - frekvensen som reaksjonen skjer kan være så langsom at den aldri vil skje på en tidsskala du bryr deg om.
Gibbs Free Energy
Gibbs fri energi kalles ikke "gratis energi" fordi det ikke er noen prislapp, men fordi den måler hvor mye ikke-mekanisk arbeid et system kan gjøre. Hvis reaktantene i en prosess har høyere Gibbs fri energi enn produktene, kalles prosessen eksergon, noe som betyr at den 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 noe for å få reaksjonen til å skje.
Eksotermisk vs. eksergonisk
Mange, men ikke alle, exergoniske reaksjoner er eksoterme, noe som betyr at de frigjør varme. En reaksjon kan imidlertid være eksergonisk, og likevel absorbere varme, eller være endotermisk. Følgelig går ikke eksotermisk og eksergon nødvendigvis sammen. Den viktigste forskjellen mellom dem ligger i forskjellen mellom arbeid kontra varme; en eksergonisk prosess frigjør energi gjennom arbeid, mens en eksoterm prosess frigjør energi gjennom varme. Dessuten kan en prosess være eksergonisk ved noen temperaturer, men ikke hos andre.
Entropi vs. entalpy
Det kjemikere fra det nittende århundre fant spontane endotermiske reaksjoner ganske forvirrende; de resonnerte at en reaksjon skulle være spontan hvis den frigjør varme. Det de manglet var rollen som entropi, som er et mål på mengden energi som ikke er tilgjengelig for arbeid i et system. Hvis vi betrakter systemet så vel som omgivelsene, vil en prosess være eksergonisk hvis det forårsaker en netto økning i entropi. Å frigjøre varme til omgivelsene får entropien til å øke, men en slik reaksjon kan fortsatt absorbere varme og være eksergonisk hvis systemets entropi øker med enda større mengde.
betraktninger
Fordampning - prosessen der en væske blir til en gass - er assosiert med en veldig stor positiv endring i entropi. Eksergoniske reaksjoner som absorberer varme er ofte reaksjoner som frigjør en gass som et av produktene. Når temperaturen øker, vil disse reaksjonene bli mer eksergoniske. En eksoterm reaksjon som frigjør varme, derimot, vil være mer eksergonisk ved lavere temperaturer enn ved høyere temperaturer. Alle disse hensynene spiller en rolle i avgjørelsen av om en reaksjon vil være spontan.