Spontaneità delle reazioni chimiche

La seconda legge della termodinamica afferma che un processo spontaneo aumenta l'entropia dell'universo.

Una simile equazione può essere scritta per lo svolgersi di un processo in condizioni standard.

Consideriamo una reazione chimica come:

La reazione avverrà spontaneamente in condizioni standard?

Se ΔSUni° > 0 dalla seconda legge della termodinamica, la risposta è affermativa. Valutiamo separatamente i due contributi alla variazione di entropie dell'universo.

Calcolo ΔS°sis , variazione di entropia del sistema

Per calcolare il ΔS°sis si prendono i valori tabulati di entropie standard dei prodotti e reagenti e si applica la formula:

Un decremento di entropia per il sistema era prevedibile poichè 3 moli di gas vengono convertite in una mole di prodotto liquido.

Calcolo ΔS°amb , variazione di entropia dell'ambiente

Il calore messo in gioco dalla reazione chimica viene ceduto all'ambiente. Questo calore è pari alla variazione di entalpia di reazione standard, ΔH°. La variazione di entropia dell'ambiente sarà:

Il ΔH°r viene calcolato a partire dai valori tabulati di entalpie di formazione:

Calcolo ΔS°uni , variazione di entropia dell'universo

Sommando i due contributi alla variazione di entropia dati da sistema e ambiente.

Il valore è positivo → la reazione è spontanea.