Стандартная молярная энтропия

В химии , то стандартная мольная энтропия является энтропия содержания одного моля чистого вещества при стандартном состоянии (не стандартная температура и давление ).

Стандартная молярная энтропия обычно обозначается символом $S °$ и выражается в единицах джоулей на моль кельвин (Дж⋅моль ^-1 K ^-1 ). В отличие от стандартных энтальпий образования значение $S °$ является абсолютным. То есть элемент в своем стандартном состоянии имеет определенное ненулевое значение $S$ при комнатной температуре . Энтропия чистой кристаллической структуры может составлять 0 Дж⋅моль ⁻¹ K ⁻¹ только при 0 K, согласно третьему закону термодинамики . Однако это предполагает, что материал образует идеальный кристалл.'без какой-либо ^{[ пояснить ]} замороженной энтропией ( кристаллографические дефекты , дислокации ), что никогда не бывает полностью верным, потому что кристаллы всегда растут при конечной температуре. Однако этой остаточной энтропией часто можно пренебречь.

Термодинамика [ править ]

Если бы моль вещества находился при 0 К, а затем нагрелся своим окружением до 298 К, его общая молярная энтропия была бы сложением всех $N$ отдельных вкладов:

{\ Displaystyle S ^ {\ circ} = \ sum _ {k = 1} ^ {N} \ Delta S_ {k} = \ int _ {T_ {1} \ приблизительно 0} ^ {T_ {2}} {\ frac {dS} {dT}} dT = \ sum _ {k = 1} ^ {N} {\ frac {dQ_ {k}} {T}} = \ int _ {T_ {1} \ приблизительно 0} ^ { T_ {2}} {\ frac {C_ {p_ {k}}} {T}} dT}

В этом примере и - удельная теплоемкость при постоянном давлении вещества в обратимом процессе $k$ . Удельная теплоемкость не является постоянной во время эксперимента, потому что она изменяется в зависимости от температуры вещества (которая в данном случае увеличивается до 298 K). Следовательно, для определения полной молярной энтропии требуется таблица значений . представляет собой очень небольшой обмен тепловой энергии при температуре $T$ . Полная молярная энтропия - это сумма множества небольших изменений молярной энтропии, при этом каждое небольшое изменение можно рассматривать как обратимый процесс. ${\ displaystyle T_ {2} = 298 КБ}$ ${\ displaystyle C_ {p_ {k}}}$ ${\ displaystyle {\ frac {C_ {p_ {k}}} {T}}}$ ${\ displaystyle {\ frac {dQ_ {k}} {T}}}$

Химия [ править ]

Стандартная молярная энтропия газа на STP включает вклады от: ^[1]

Теплоемкость одного моля твердого вещества от 0 К до температуры плавления ( в том числе тепла , поглощаемой при любых изменениях между различными кристаллическими структурами ).
Скрытая теплота плавления твердого вещества.
Теплоемкость жидкости от точки плавления до точки кипения .
Скрытая теплота парообразования жидкости.
Теплоемкость газа от точки кипения до комнатной температуры.

Изменения энтропии связаны с фазовыми переходами и химическими реакциями . Химические уравнения используют стандартную молярную энтропию реагентов и продуктов, чтобы найти стандартную энтропию реакции: ^[2]

{\ displaystyle {\ Delta S ^ {\ circ}} _ {rxn} = S_ {продукты} ^ {\ circ} -S_ {реагенты} ^ {\ circ}}

Стандартная энтропия реакции помогает определить, будет ли реакция протекать спонтанно . Согласно второму закону термодинамики , спонтанная реакция всегда приводит к увеличению общей энтропии системы и ее окружения:

{\ displaystyle (\ Delta S_ {total} = \ Delta S_ {system} + \ Delta S_ {окружение})> 0}

Молярная энтропия не одинакова для всех газов. В идентичных условиях он больше для более тяжелого газа.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Kosanke, К. (2004). «Химическая термодинамика». Пиротехническая химия . Журнал пиротехники. п. 29. ISBN 1-889526-15-0.
^ Чанг, Раймонд; Cruickshank, Брэндон (2005). «Энтропия, свободная энергия и равновесие». Химия . Макгроу-Хилл Высшее образование . п. 765. ISBN 0-07-251264-4.

Внешние ссылки [ править ]

Таблица стандартных термодинамических свойств химических веществ

[1] Kosanke, К. (2004). «Химическая термодинамика». Пиротехническая химия . Журнал пиротехники. п. 29. ISBN 1-889526-15-0.

[2] Чанг, Раймонд; Cruickshank, Брэндон (2005). «Энтропия, свободная энергия и равновесие». Химия . Макгроу-Хилл Высшее образование . п. 765. ISBN 0-07-251264-4.

[1]