Aqui está o detalhamento de por que uma reação com ΔH e ΔS positivos podem ser espontâneos e as condições sob as quais isso acontece:

Entendendo os conceitos

* mudança de entalpia (ΔH): Isso mede o calor absorvido ou liberado durante uma reação. Um ΔH positivo significa que a reação é endotérmica (absorve o calor).
* mudança de entropia (ΔS): Isso mede a mudança de desordem ou aleatoriedade do sistema. Um ΔS positivo significa que os produtos são mais desordenados que os reagentes.
* Gibbs Free Energy (ΔG): Isso determina a espontaneidade de uma reação. Um ΔG negativo indica uma reação espontânea, enquanto um ΔG positivo indica uma reação não espontânea.

A equação

A relação entre esses fatores é resumida pela equação de energia livre de Gibbs:

ΔG =ΔH - TΔS

onde:

* T é a temperatura em Kelvin.

Como um ΔH positivo e Δs podem levar à espontaneidade

* Reações endotérmicas: Um ΔH positivo significa que a reação absorve o calor dos arredores. Isso torna a reação menos favorável em temperaturas mais baixas.
* Aumento do distúrbio: Um ΔS positivo significa que os produtos são mais desordenados que os reagentes. Isso favorece a espontaneidade à medida que aumenta a aleatoriedade do sistema.

O fator -chave:temperatura

* Alta temperatura: Em altas temperaturas, o termo TΔS na equação de energia livre de Gibbs se torna dominante. Se TΔS for grande o suficiente para superar o ΔH positivo, o ΔG geral se tornará negativo, tornando a reação espontânea.

em resumo

Uma reação química com um ΔH positivo (endotérmico) e um ΔS positivo (aumento do distúrbio) pode ser espontâneo sob a seguinte condição:

* a temperaturas suficientemente altas: O aumento do termo de entropia (TΔS) pode superar a mudança de entalpia endotérmica (ΔH), tornando a reação espontânea.

Exemplo

O derretimento do gelo é um processo endotérmico (ΔH positivo) e leva a um aumento no distúrbio (ΔS positivo). O derretimento do gelo é espontâneo em temperaturas acima do ponto de congelamento (0 ° C ou 273 K) porque o aumento da entropia acionado pela temperatura mais alta supera a natureza endotérmica do processo.