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Erfahren Sie, wie Sie ein Entropieänderungsproblem lösen

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, bei thermochemischen Hausaufgabenproblemen ein Zeichen zu verlieren . Dieses Beispielproblem zeigt, wie die Reaktanten und Produkte untersucht werden, um das Vorzeichen der Entropieänderung einer Reaktion vorherzusagen.

 

Entropieproblem

Bestimmen Sie, ob die Entropieänderung für die folgenden Reaktionen positiv oder negativ ist:
A) (NH4) 2Cr2O7 (s) → Cr2O3 (s) + 4 H2O (l) + CO2 (g)
B) 2 H2 (g) + O2 ( g) → 2 H 2 O (g)
C) PCl5 → PCl3 + Cl2 (g)

 

Lösung

Die Entropie einer Reaktion bezieht sich auf die Positionswahrscheinlichkeiten für jeden Reaktanten. Beispielsweise hat ein Atom in seiner Gasphase mehr Optionen für Positionen 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. hängt die Entropie daher mit der Gesamtzahl der Mol auf beiden Seiten der Reaktion zusammen. 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 Erhöhung der Molzahl einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs.

Reaktion A.

(NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (s) → Cr 2 O 3 (s) + 4 H 2 O (l) + CO 2 (g)
Die Reaktantenseite enthält nur ein Mol, wobei auf der Produktseite sechs Mol erzeugt werden. Das wurde auch ein Gas produziert. Die Änderung der Entropie wird positiv sein .

Reaktion B.

2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O (g)
Auf der Reaktantenseite befinden sich 3 Mol und auf der Produktseite nur 2 Mol. Die Änderung der Entropie ist negativ .

Reaktion C.

PCl 5 → PCl 3 + Cl 2 (g)
Auf der Produktseite befinden sich mehr Mol als auf der Reaktantenseite, daher ist die Entropieänderung positiv .

 

Antwortzusammenfassung

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

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