Definizione di entropia molare standard in chimica

Incontrerai l'entropia molare standard nei corsi di chimica generale, chimica fisica e termodinamica, quindi è importante capire cos'è l'entropia e cosa significa. Ecco le basi per quanto riguarda l'entropia molare standard e come usarla per fare previsioni su una reazione chimica.

Punti chiave: entropia molare standard

• L'entropia molare standard è definita come l'entropia o il grado di casualità di una mole di un campione in condizioni di stato standard.
• Le unità usuali di entropia molare standard sono joule per mole Kelvin (J / mol · K).
• Un valore positivo indica un aumento dell'entropia, mentre un valore negativo indica una diminuzione dell'entropia di un sistema.

Cos'è l'entropia molare standard?

L'entropia è una misura della casualità, del caos o della libertà di movimento delle particelle. La lettera maiuscola S viene utilizzata per indicare l'entropia. Tuttavia, non vedrai calcoli per una semplice "entropia" perché il concetto è abbastanza inutile fino a quando non lo metti in una forma che può essere utilizzata per fare confronti per calcolare una variazione di entropia o ΔS. I valori di entropia sono dati come entropia molare standard, che è l'entropia di una talpa di una sostanza in condizioni di stato standard. L'entropia molare standard è indicata dal simbolo S ° e di solito ha le unità joule per mole Kelvin (J / mol · K).

Entropia positiva e negativa

La Seconda Legge della Termodinamica afferma che l'entropia degli aumenti del sistema isolato, quindi potresti pensare che l'entropia aumenterebbe sempre e che il cambiamento dell'entropia nel tempo sarebbe sempre un valore positivo.

A quanto pare, a volte l'entropia di un sistema diminuisce. È una violazione della Seconda Legge? No, perché la legge fa riferimento a un sistema isolato. Quando si calcola una modifica dell'entropia in un'impostazione di laboratorio, si decide su un sistema, ma l'ambiente esterno al sistema è pronto a compensare eventuali cambiamenti nell'entropia che si potrebbero vedere. Mentre l'universo nel suo insieme (se lo consideri un tipo di sistema isolato), potrebbe sperimentare un aumento complessivo dell'entropia nel tempo, piccole sacche del sistema possono sperimentare entropia negativa. Ad esempio, puoi pulire la tua scrivania, passando dal disordine all'ordine. Anche le reazioni chimiche possono passare dalla casualità all'ordine. In generale:

S_gas > S_SOLN > S_Liq > S_solido

Quindi un cambiamento nello stato della materia può comportare un cambiamento entropico positivo o negativo.

Predire l'entropia

In chimica e fisica, ti verrà spesso chiesto di prevedere se un'azione o una reazione provocherà un cambiamento positivo o negativo nell'entropia. Il cambiamento di entropia è la differenza tra entropia finale ed entropia iniziale:

ΔS = S_f - S_io

Puoi aspettarti un ΔS positivo o aumento dell'entropia quando:

• i reagenti solidi formano un prodotto liquido o gassoso
• reagenti liquidi formano gas
• molte particelle più piccole si uniscono in particelle più grandi (in genere indicate da un minor numero di moli del prodotto rispetto alle moli reagenti)

UN ΔS negativo o diminuzione dell'entropia si verifica spesso quando:

• reagenti gassosi o liquidi formano prodotti solidi
• reagenti gassosi formano prodotti liquidi
• le grandi molecole si dissociano in quelle più piccole
• ci sono più moli di gas nei prodotti di quanti ce ne siano nei reagenti

Applicazione di informazioni sull'entropia

Utilizzando le linee guida, a volte è facile prevedere se il cambiamento di entropia per una reazione chimica sarà positivo o negativo. Ad esempio, quando il sale da cucina (cloruro di sodio) si forma dai suoi ioni:

N / A⁺(aq) + Cl^-(aq) → NaCl (s)