Beispiel für ein Problem mit der Entropieänderung

Bei Problemen mit Entropieänderungen ist es hilfreich zu wissen, ob die Änderung positiv oder negativ sein sollte, um Ihre Arbeit zu überprüfen. Es ist leicht, ein Zeichen bei den Hausaufgaben der Thermochemie zu verlieren. In diesem Beispiel wird veranschaulicht, wie die Reaktanten und Produkte untersucht werden, um das Zeichen der Änderung der Entropie einer Reaktion vorherzusagen.

Entropieproblem

Bestimmen Sie, ob die Entropieänderung für die folgenden Reaktionen positiv oder negativ ist:
A) (NH₄)₂Cr₂Ö₇(s) → Cr₂Ö₃(s) + 4 h₂O (l) + CO₂(G)
B) 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O (g)
C) PCl₅ → PCl₃ + Cl₂(G)

Lösung

Die Entropie einer Reaktion bezieht sich auf die Positionswahrscheinlichkeiten für jeden Reaktanten. Zum Beispiel hat ein Atom in der Gasphase mehr Optionen für die Position als dasselbe Atom in einer festen Phase. Deshalb haben Gase mehr Entropie als Feststoffe.

Bei Reaktionen müssen die Positionswahrscheinlichkeiten für alle Reaktanten mit den hergestellten Produkten verglichen werden. Wenn die Reaktion nur Gase umfasst, ist die Entropie daher auf die Gesamtzahl der Mole auf beiden Seiten der Reaktion bezogen. Eine Verringerung der Molzahl auf der Produktseite bedeutet eine geringere Entropie. Eine Erhöhung der Molzahl auf der Produktseite bedeutet eine höhere Entropie.

Wenn die Reaktion mehrere Phasen umfasst, erhöht die Erzeugung eines Gases typischerweise die Entropie viel mehr als jede Zunahme der Mol einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs.

Reaktion A

(NH₄)₂Cr₂Ö₇(s) → Cr₂Ö₃(s) + 4 h₂O (l) + CO₂(G)
Die Reaktantenseite enthält nur ein Mol, wobei auf der Produktseite sechs Mol produziert werden. Das war auch ein Gas produziert. Die Änderung der Entropie wird sein positiv.

Reaktion B

2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O (g)
Es gibt 3 Mol auf der Reaktantenseite und nur 2 auf der Produktseite. Die Änderung der Entropie wird sein Negativ.

Reaktion C

PCl₅ → PCl₃ + Cl₂(G)
Auf der Produktseite sind mehr Mol vorhanden als auf der Reaktantenseite, daher wird sich die Entropie ändern positiv.

Antwortzusammenfassung

Die Reaktionen A und C weisen positive Entropieänderungen auf.
Reaktion B weist negative Entropieänderungen auf.