Differenza tra reazioni spontanee e non spontanee

Differenza principale - reazioni spontanee vs non spontanee

Le reazioni spontanee e non spontanee sono i due tipi di reazioni chimiche che possono verificarsi nell'ambiente. Le reazioni spontanee hanno luogo da sole in un dato insieme di condizioni. Tuttavia, è necessario fornire energia affinché le reazioni non spontanee continuino. Il cambiamento nell'energia libera di Gibbs è negativo per le reazioni spontanee. Pertanto, queste reazioni rilasciano energia all'ambiente sotto forma di calore. Nelle reazioni non spontanee, il cambiamento nell'energia libera di Gibbs è positivo. Assorbono energia dall'ambiente. Per questo motivo, le reazioni spontanee sono esergoniche mentre le reazioni non spontanee sono endergoniche. Il differenza principale tra reazioni spontanee e non spontanee è quello le reazioni spontanee rilasciano energia libera dal sistema, rendendola più stabile mentre le reazioni non spontanee aumentano l'energia totale del sistema.

Aree chiave coperte

1. Cosa sono le reazioni spontanee
     - Definizione, Termodinamica, Esempi
2. Cosa sono le reazioni non spontanee
     - Definizione, Termodinamica, Esempi
3. Quali sono le somiglianze tra reazioni spontanee e non spontanee
     - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra reazioni spontanee e non spontanee
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: reazioni endergoniche, entropia, reazioni esoniche, energia libera di Gibbs, reazioni non verbali, reazioni spontanee

Cosa sono le reazioni spontanee

Le reazioni spontanee si riferiscono alle reazioni chimiche che avvengono senza essere guidate da una forza esterna. Le due forze motrici di una reazione chimica sono entalpia ed entropia. L'entalpia è una proprietà termodinamica di un sistema che è la somma dell'energia interna aggiunta al prodotto della pressione e del volume del sistema. L'entropia è l'altra proprietà termodinamica che rappresenta l'energia termica del sistema per unità di temperatura. Descrive la casualità e il disordine delle molecole. Quando l'insorgenza di una reazione chimica diminuisce l'entalpia e aumenta l'entropia del sistema, è considerata una reazione favorevole. Poiché le reazioni spontanee soddisfano le due condizioni di cui sopra, si verificano senza intervento interno.

Figura 1: combustione del legno

La combustione è un esempio di reazioni spontanee. I prodotti del fuoco sono in parte costituiti dai due gas: anidride carbonica e vapore acqueo. La combustione genera calore. Quindi, è una reazione exergonica. Il calore aumenta l'entropia del sistema. Ma l'entropia dei prodotti della combustione ha un'entropia ridotta.

Cosa sono le reazioni non spontanee

Le reazioni non spontanee si riferiscono alle reazioni chimiche che richiedono un input di energia per procedere. Nelle reazioni non spontanee, sia l'entalpia che l'entropia preferiscono i reagenti. Pertanto, i reagenti sono più stabili dei prodotti. Per questo motivo, la reazione chimica è endergonica, assorbendo calore. Riduce anche l'entropia. Il cambiamento dell'energia libera di Gibbs nel tempo in reazioni non spontanee è mostrato in figura 2.

Figura 2: Il cambiamento dell'energia / tempo liberi di Gibbs

La reazione tra azoto atmosferico e ossigeno è un esempio di reazione non spontanea. Forma il monossido di azoto. Alla normale pressione atmosferica e alla temperatura, questa reazione è sfavorevole. Ciò significa che i reagenti della reazione chimica, cioè i gas dell'azoto e dell'ossigeno, sono più stabili del prodotto: monossido di azoto. Ma a temperature molto elevate come quando c'è un fulmine, questa reazione è favorevole.

Somiglianze tra reazioni spontanee e non spontanee

• Entrambe le reazioni spontanee e non spontanee si verificano nell'ambiente.
• Entrambe le reazioni spontanee e non spontanee si verificano in un sistema con limiti definiti.
• Entrambe le reazioni spontanee e non spontanee obbediscono alle tre leggi della termodinamica.

Differenza tra reazioni spontanee e non spontanee

Definizione

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee si riferiscono alle reazioni chimiche che avvengono senza essere guidate da una forza esterna.

Reazioni non spontanee: Le reazioni non spontanee si riferiscono alle reazioni chimiche che richiedono un input di energia per procedere.

Favorevole / sfavorevole

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee sono favorevoli.

Reazioni non spontanee: Le reazioni spontanee sono sfavorevoli.

Ingresso energia

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee non richiedono energia per procedere in una serie di condizioni.

Reazioni non spontanee: Le reazioni non spontanee richiedono un input di energia per procedere.

Cambiamento nell'energia libera di Gibbs

Reazioni spontanee: Il cambiamento nell'energia libera di Gibbs in una reazione spontanea è negativo (ΔG° < 0).

Reazioni non spontanee: Il cambiamento nell'energia libera di Gibbs in una reazione non spontanea è positivo (ΔG° > 0).

Energia totale del sistema

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee liberano l'energia libera dal sistema, rendendola più stabile.

Reazioni non spontanee: Le reazioni non spontanee aumentano l'energia totale del sistema.

Energia totale dei prodotti

Reazioni spontanee: L'energia totale dei prodotti di una reazione spontanea è inferiore a quella dei reagenti.

Reazioni non spontanee: L'energia totale dei prodotti di una reazione non spontanea è superiore a quella dei reagenti.

entalpia

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee hanno un'entalpia negativa.

Reazioni non spontanee: Le reazioni non spontanee hanno un'entalpia positiva.

Reazioni Exergoniche / Endergoniche

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee sono reazioni esergoniche.

Reazioni non spontanee: Le recesie non spontanee sono reazioni endergoniche.

entropia

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee aumentano l'entropia.

Reazioni non spontanee: Le reazioni non spontanee diminuiscono l'entropia.

Velocità della reazione

Reazioni spontanee: Le reazioni spontanee si verificano rapidamente.

Reazioni non spontanee: Le reazioni non spontanee si verificano con meno velocità.

Esempi

Reazioni spontanee: Le reazioni di combustione sono spontanee.

Reazioni non spontanee: La reazione tra azoto atmosferico e ossigeno è un esempio di reazione non spontanea.

Conclusione

Le reazioni spontanee e non spontanee sono i due tipi di reazioni chimiche che si verificano nell'ambiente. Le reazioni spontanee sono esergiche. Quindi, diminuiscono l'entalpia e aumentano l'entropia del sistema. Tuttavia, le reazioni non spontanee sono endergoniche. Aumentano l'entalpia del sistema in quanto richiedono l'input di energia esterna per procedere. Riducono anche l'entropia. Per questo motivo, le reazioni spontanee sono favorevoli in un dato insieme di reazioni chimiche. Ma le reazioni non spontanee sono sfavorevoli. La principale differenza tra reazioni spontanee e non spontanee è la proprietà termodinamica di ciascun tipo di reazione.

Riferimento:

1. "Le leggi della termodinamica". Le leggi della termodinamica | Chimica infinita, disponibile qui.
2. "11.5: Reazioni spontanee e energia libera." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 1 novembre 2017, disponibile qui.
3. "Reazione di Endergonic." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 16 dic. 2017, disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Grande falò" di Fir0002 - Originalmente caricato su Wikipedia inglese qui dall'autore (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2. "Endergonic Reaction" di Provenzano15 - Opera propria (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia