화학 반응에서 엔트로피 변화 ★

화학 반응에서 엔트로피 변화

 

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▶ 참고: 제19장 화학 열역학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/16773 ]

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> 표준 몰 엔트로피, 표준몰엔트로피, S°의 정의

> 등온/가역과정에 주목(주의)할 것.

> 자연에서 일어나는 과정은

즉, 실험실 비커 속에서 일어나는 반응은

거의 대부분 비가역과정이다.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/9301 )

> 평형과 혼동할까봐 얘기하는 건데,

비가역과정을 거쳐서 평형에 도달한다.

 

 

 

 

 

> S는 화학식의 “원자 수”에 비례.

---> 분자를 구성하는 원자의 개수가 많을수록,

분자의 진동 운동 방식의 개수 증가.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/5860 )

 

---> 엔트로피의 통계 열역학적 정의에 따라,

( 참고 https://ywpop.tistory.com/2965 )

 

W가 증가하므로, S는 증가.

 

 

 

 

 

> 열역학 제2법칙

[비가역 과정] 자발적 변화(반응)의 방향

⇨ 우주의 엔트로피를 증가시키는 방향

ΔS_우주 = ΔS_계 + ΔS_주위 > 0

 

 

 

 

 

> 계의 표준 엔트로피 변화 = 표준 반응 엔트로피 변화

> 계의 엔트로피 변화 = 반응 엔트로피 변화

ΔS°_rxn = [생성물들의 S°의 합] – [반응물들의 S°의 합]

 

 

 

 

 

ΔS 계산. N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

반응 후 기체의 몰수가 감소하므로, 계의 엔트로피는 감소할 것이다.

참고로, 이 반응은 발열반응이다. (아래 ΔH 계산 참고)

 

 

 

 

 

반응물, 생성물의 표준 몰 엔트로피는

핸드북 또는 일반화학 교재 부록에서 찾는다.

 

 

 

 

 

반응 전/후 기체의 몰수가 감소하였으므로,

즉, “반응물 기체의 몰수 > 생성물 기체의 몰수” 이므로,

---> 계의 엔트로피는 감소하였다.

 

 

반응형

 

 

 

> 주위의 엔트로피 변화. ΔS°_surr

ΔS_surr ∝ –ΔH_sys

 

 

 

 

 

ΔS_surr = –ΔH_sys / T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

우주의 엔트로피 변화. ΔS°_univ

 

 

 

 

 

계의 엔트로피 감소량보다 주위의 엔트로피 증가량이 더 크다.

⇨ 우주의 엔트로피가 증가하기 때문에, 이 반응은 자발적인 반응이다.

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/9301 ] ΔG = ΔH – TΔS 에서 ΔS

 

 

 

▶ ΔH°_rxn, 반응 엔탈피 공식 [ https://ywpop.tistory.com/3431 ]

▶ ΔS°_rxn, 반응 엔트로피 공식 [ https://ywpop.tistory.com/7404 ]

▶ ΔG°_rxn, 반응 자유에너지 공식 [ https://ywpop.tistory.com/7393 ]

▶ ΔG = ΔH – TΔS 공식 [ https://ywpop.tistory.com/7438 ]

▶ ΔH, ΔS, ΔG 계산 예제 [ https://ywpop.tistory.com/16663 ]

 

 

 

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