Concetti Chiave
- Le reazioni esotermiche liberano calore e possono essere spontanee se l'entropia dell'ambiente aumenta più di quanto non diminuisca quella del sistema.
- Una reazione esotermica è tanto più spontanea se presenta un aumento dell'entropia (ΔS>0) che contribuisce a rendere favorevole la reazione.
- Nelle reazioni endotermiche, l'entropia del sistema può aumentare mentre quella dell'ambiente diminuisce, rendendo la reazione spontanea solo se l'aumento dell'entropia del sistema è maggiore della diminuzione dell'ambiente.
- In equilibrio, non si verifica alcuna variazione di entropia (ΔS=0) poiché i reagenti e i prodotti si trasformano alla stessa velocità, creando un equilibrio dinamico.
- Le reazioni non spontanee possono avvenire se accoppiate con reazioni esoergoniche, che liberano energia e permettono così l'attivazione di quelle endoergoniche.
Che cosa sono le reazioni esotermiche e la loro spontaneità?
Una reazione esotermica (ΔHlibera calore, può avere un ΔS°entropia dell'ambiente più di quanto non diminuisca quella del sistema, ed è perciò spontanea. Se una reazione esotermica ha anche una variazione entropica positiva (ΔS>0), tanto più allora è spontanea, perchè ha 2 contributi entropici favorevoli.
Entropia nelle reazioni endotermiche
Variazioni di entropia nelle reazioni endotermiche
In una reazione endotermica l'entropia del sistema aumenta ma quella dell'ambente diminuisce: sarà quindi una reazione spontanea se la somma di queste due componenti risulta positiva, quindi se l'aumento dell’entropia del sistema è maggiore della diminuzione di quella dell'ambiente.
In una situazione di equilibrio invece ΔS=0, non c’è variazione di entropia perché la reazione è in una situazione di equilibrio dinamico, in cui i reagenti si trasformano in prodotti alla stessa velocità in cui i prodotti tornano a reagenti. Molte delle reazioni non spontanee si possono fare avvenire alimentandole con un apporto esterno di energia: si accoppiano reazioni fortemente esoergoniche con altre fortemente endoergoniche perchè queste possono avvenire trascinati da quelle esoergoniche, ossia quelle reazioni che liberano energia nell'ambiente.
Domande da interrogazione
- Qual è la caratteristica principale delle reazioni esotermiche in termini di spontaneità?
- Come si comporta l'entropia nelle reazioni endotermiche?
- Cosa accade in una situazione di equilibrio rispetto all'entropia?
Le reazioni esotermiche liberano calore e possono essere spontanee se l'entropia dell'ambiente aumenta più di quanto non diminuisca quella del sistema. Se hanno anche una variazione entropica positiva, sono ancora più spontanee (come indicato nel testo).
Nelle reazioni endotermiche, l'entropia del sistema aumenta mentre quella dell'ambiente diminuisce. La reazione sarà spontanea se l'aumento dell'entropia del sistema supera la diminuzione di quella dell'ambiente (secondo quanto descritto nel testo).
In una situazione di equilibrio, non c'è variazione di entropia (ΔS=0) poiché i reagenti e i prodotti si trasformano alla stessa velocità, mantenendo un equilibrio dinamico, come spiegato nel testo.
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