Loading AI tools
Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Reakcja samorzutna – reakcja chemiczna zachodząca bez dostarczania energii z zewnątrz, zmierzająca do stanu równowagi chemicznej; jest jednym z rodzajów procesów samorzutnych, zachodzących w kierunku stanu równowagi termodynamicznej. Określanie kierunku reakcji samorzutnych umożliwia statyka chemiczna – dział termodynamiki chemicznej[1][2][3][4][5].
Reakcje chemiczne, opisywane równaniami typu:
zachodzą samorzutnie – bez dostarczania energii z zewnątrz – jeżeli zbliża to układ do stanu najbardziej korzystnego energetycznie (z punktu widzenia tego układu). Jest to stan równowagi chemicznej. W tym stanie stosunek stężeń molowych reagentów w roztworze lub ciśnień cząstkowych reagentów gazowych ma w ustalonych warunkach stałą wartość (zob. prawo działania mas Guldberga i Waagego z 1864 roku):
gdzie:
W formie bardziej ogólnej termodynamiczną stałą równowagi chemicznej wyraża się jako:
gdzie:
Utrzymywanie się stałej wartości wynika z ogólnych warunków równowagi termodynamicznej.
W przypadkach, gdy ciśnienie i temperatura są niezmienne wszystkie układy zmierzają samorzutnie do stanu, w którym entalpia swobodna (g):
i warunek samorzutnego przebiegu wszystkich procesów (w tym reakcji chemicznych) zapisuje się jako:
W przypadku samorzutnych reakcji chemicznych maleje wartość czyli entalpia swobodna reakcji, odnosząca się do liczby postępu reakcji (w stanie równowagi ). Warunkiem samorzutnego przebiegu reakcji izobaryczno-izotermicznej jest więc:
Zmianę określa się na podstawie definicji potencjałów chemicznych i pierwszej zasady termodynamiki:
Równanie nosi nazwę izotermy reakcji (izotermy van 't Hoffa)[6].
W stanie równowagi:
Reakcja przebiegająca w stałej temperaturze i objętości (izochoryczno-izotermiczna; = const), samorzutna, jeżeli zmniejsza się wartość czyli energia swobodna Helmholtza (odnosząca się do liczby postępu reakcji ). W stanie równowagi osiągana jest wartość zero[6]:
Izoterma van 't Hoffa ma wówczas postać:
Analogicznie jak w przypadku poprzednim (dla ) stwierdza się, że reakcja samorzutna ustaje, gdy:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.