Sadržaj
Reakcije su klasificirane kao ekstrogonične ili endergonične promjenom količine koja se naziva "Gibbsova slobodna energija". Za razliku od endergonskih reakcija, ekstrogonska reakcija može se pojaviti spontano, bez potrebe za unosom rada. To ne znači da će se reakcija nužno pojaviti jednostavno zato što bi njegova ekstrogoničnost - brzina kojom se reakcija događa mogla biti toliko spora da se nikad neće dogoditi u vremenskom rasponu koji vam je stalan.
Gibbs besplatne energije
Gibbsova besplatna energija se ne naziva "besplatna energija" zato što nema cijenu, već zato što mjeri koliko nemamehanički rad može obaviti sustav. Ako reaktanti u procesu imaju veću Gibbsovu slobodnu energiju od proizvoda, postupak se naziva ekstrogonski, što znači da oslobađa energiju. Drugi način da se ovo kaže je opisati reakciju kao termodinamički spontanu, što znači da ne morate raditi kako bi se reakcija dogodila.
Egzotermno nasuprot
Mnoge, ali ne sve, ekstrogonske reakcije su egzotermne, što znači da oslobađaju toplinu. Međutim, reakcija može biti ekstrogonična, a svejedno apsorbirati toplinu ili biti endotermična. Posljedično, egzotermno i ekstrogonično ne moraju nužno biti zajedno. Ključna razlika između njih nalazi se u razlici između rada i topline; eksergonski proces oslobađa energiju radom, dok egzotermni proces oslobađa energiju toplinom. Štoviše, neki proces može biti ekstrogoničan na nekim temperaturama, a ne kod drugih.
Entropija protiv enttalpije
Kemičari iz devetnaestog stoljeća smatrali su da su spontane endotermičke reakcije prilično zagonetne; zaključili su da bi reakcija trebala biti spontana ako oslobađa toplinu. Ono što im je nedostajalo bila je uloga entropije, što je mjera količine energije nedostupne za rad u sustavu. Ako razmotrimo sustav, kao i njegovo okruženje, proces će biti ekstroničan ako uzrokuje neto porast entropije. Otpuštanje topline u okolinu uzrokuje porast entropije, ali takva reakcija i dalje može apsorbirati toplinu i biti ekstrogonska ako se entropija sustava poveća za još veću količinu.
Razmatranja
Isparavanje - proces kojim se tekućina pretvara u plin - povezan je s vrlo velikom pozitivnom promjenom entropije. Exergonske reakcije koje apsorbiraju toplinu često su reakcije koje oslobađaju plin kao jedan od proizvoda. Kako se temperatura povećava, te će reakcije postajati sve napornije. Egzotermna reakcija koja oslobađa toplinu, za razliku će biti jača od ekstrogonskih kod nižih temperatura. Sva ova razmatranja igraju ulogu u određivanju hoće li reakcija biti spontana.