Zwei Beispiele fĂŒr endotherme Prozesse, die spontan sind

Einige KĂ€ltepackungen beinhalten spontane endotherme Prozesse.

Spontane Reaktionen treten ohne jeglichen Nettoenergieeintrag auf. Viele Faktoren beeinflussen, ob eine Reaktion spontan ist, einschließlich, ob die Reaktion exotherm oder endotherm ist. Exotherme Reaktionen, die zu einer erhöhten Unordnung oder Entropie fĂŒhren, werden immer spontan sein. Auf der anderen Seite sind endotherme Reaktionen, die zu einer Zunahme der Ordnung fĂŒhren, niemals spontan. Nichtsdestoweniger sind eine Anzahl von Reaktionen, die das Lösen oder Mischen bestimmter Verbindungen beinhalten, sowohl spontan als auch endotherm.

Enthalpie und Entropie

Änderungen der Enthalpie und Entropie sind zwei GrĂ¶ĂŸen, die die SpontaneitĂ€t einer Reaktion beeinflussen. Die Änderung der Reaktionsenthalpie kann allgemein als die Änderung der WĂ€rme einer Reaktion verstanden werden. Wenn diese Änderung negativ ist, gibt das System WĂ€rmeenergie ab; Die Reaktion ist exotherm. Wenn die Änderung der Enthalpie positiv ist, absorbiert das System WĂ€rmeenergie; die Reaktion ist endotherm. Ein weiterer Faktor, der die SpontaneitĂ€t beeinflusst, ist die EntropieĂ€nderung einer Reaktion. Entropie ist ein Begriff, der verwendet wird, um ZufĂ€lligkeit oder Unordnung zu beschreiben. Wenn die Unordnung zunimmt, ist die EntropieĂ€nderung positiv. Wenn die Unordnung abnimmt, ist die EntropieĂ€nderung negativ.

Gibbs Freie Energie

Die Menge, die definiert, ob eine Reaktion spontan ist, wird Gibbs-freie Energie genannt. Die freie Gibbs-Energie wird berechnet, indem das Produkt der Temperatur eines Systems und die Änderung der Entropie von der Änderung der Enthalpie des Systems subtrahiert wird. (Das Wort "System" kann durch das Wort "Reaktion" ersetzt werden.) Wenn dieses Ergebnis negativ ist, ist die Reaktion spontan. Damit eine endotherme Reaktion spontan erfolgt, muss das Produkt aus Temperatur und EntropieĂ€nderung grĂ¶ĂŸer sein als die Änderung der Enthalpie.

Auflösen von Ammoniumnitrat

Wenn sich das Salzammoniumnitrat in Wasser löst, verbraucht es WĂ€rme aus seiner Umgebung; Dies ist ein endothermer Prozess. Der BehĂ€lter und die Umgebung können sich bei BerĂŒhrung sehr kalt anfĂŒhlen. Aus diesem Grund wird Ammoniumnitrat in KĂ€ltepackungen verwendet. In diesem Prozess ist die Änderung der Enthalpie positiv. Die Änderung der Entropie ist jedoch ebenfalls positiv; das System wird ungeordneter. Diese EntropieĂ€nderung ist groß genug, dass das mathematische Produkt der Temperatur und EntropieĂ€nderung in der Gibbs-Gleichung fĂŒr freie Energie grĂ¶ĂŸer ist als die Änderung der Enthalpie. Daher ist die freie Gibbs-Energie negativ und die Reaktion ist spontan.

Bariumhydroxid und Ammoniumthiocyanat

Die Reaktion zwischen festem Bariumhydroxidoctahydrat und festem Ammoniumthiocyanat ist endotherm und spontan. Zwei der Produkte in dieser Reaktion sind Ammoniakgas und flĂŒssiges Wasser. Diese PhasenĂ€nderungen von fest zu sowohl Gas als auch FlĂŒssigkeit geben der Reaktion eine positive Änderung der Entropie. Die Systemstörung erhöht sich aufgrund dieser VerĂ€nderungen - Gase und FlĂŒssigkeiten haben mehr Unordnung als Feststoffe. Wiederum ĂŒberwindet diese Zunahme der Unordnung die Änderung der Enthalpie und die Reaktion ist spontan.

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