Tuotteet
Syötä jokaisen tuotteen kerroin ja standardimoolientropia S° (J/(mol·K)). Jätä käyttämättömät rivit tyhjiksi.
Lähtöaineet
Syötä jokaisen lähtöaineen kerroin ja standardimoolientropia S° (J/(mol·K)).
Entropialaskuri
Laske reaktion standardientropianmuutos tuotteiden ja lähtöaineiden moolientropioista kaavalla ΔS° = ΣS°(tuotteet) − ΣS°(lähtöaineet).
Tulokset
Entropialaskuri – reaktion entropianmuutos
Tällä laskurilla lasket reaktion standardientropianmuutoksen ΔS° tuotteiden ja lähtöaineiden moolientropioista. Syötä jokaisen aineen kerroin ja standardimoolientropia, niin laskuri laskee erotuksen. Entropianmuutos kertoo, kasvaako vai väheneekö aineen epäjärjestys reaktiossa.
Mitä entropia tarkoittaa?
Entropia S on suure, joka kuvaa aineen epäjärjestystä eli hiukkasten liikkumavapautta ja energian jakautumista. Mitä suurempi entropia, sitä epäjärjestyneempi systeemi on. Kaasuilla on suuri entropia, nesteillä pienempi ja kiinteillä aineilla pienin. Standardimoolientropia S° mitataan oloissa 298 K ja 100 kPa.
Kaava
Reaktion entropianmuutos on tuotteiden ja lähtöaineiden moolientropioiden painotettu erotus.
ΔS° = Σ n·S°(tuotteet) − Σ n·S°(lähtöaineet)
Kaavassa n on aineen kerroin tasapainotetussa reaktioyhtälössä ja S° aineen standardimoolientropia (J/(mol·K)). Sama periaate on Hessin laki sovellettuna entropiaan.
Vaiheittainen esimerkki
Tarkastellaan veden muodostumista: 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l). Moolientropiat: S°(H₂) = 130,7, S°(O₂) = 205,2 ja S°(H₂O, neste) = 69,9 J/(mol·K).
- Tuotteet: 2 × 69,9 = 139,8 J/(mol·K).
- Lähtöaineet: 2 × 130,7 + 1 × 205,2 = 466,6 J/(mol·K).
- Erotus: ΔS° = 139,8 − 466,6 = −326,8 J/(mol·K). Entropia pienenee, koska kaasuista muodostuu nestettä.
Entropianmuutoksen tulkinta
- ΔS° > 0: epäjärjestys kasvaa, esimerkiksi kun muodostuu kaasua.
- ΔS° < 0: epäjärjestys vähenee, esimerkiksi kun kaasusta tulee nestettä tai kiinteää.
- Suuruusluokkaa arvioidaan usein kaasumolekyylien lukumäärän muutoksesta.
Yksiköt
Moolientropiat annetaan yksikössä J/(mol·K) ja kertoimet mooleina, jolloin ΔS° saadaan yksikössä J/(mol·K). Huomaa, että entalpiamuutos ΔH ilmoitetaan usein kilojouleina, joten Gibbsin energian kaavassa ΔG = ΔH − TΔS entropiatermi täytyy muuntaa samaan yksikköön.
Yleisiä sudenkuoppia
- Muista käyttää reaktioyhtälön kertoimia jokaisen aineen S°-arvon edessä.
- Tarkista aineen olomuoto – sama yhdiste eri olomuodossa on eri S°.
- Älä oleta alkuaineiden entropiaa nollaksi – se ei ole nolla, toisin kuin muodostumisentalpia.
Mihin entropialaskuria käytetään?
Entropianmuutoksen laskeminen on osa lukion kemian (KE) termodynamiikkaa. Yhdessä entalpiamuutoksen kanssa se kertoo, onko reaktio spontaani: Gibbsin energia ΔG = ΔH − TΔS määrää reaktion suunnan. Entropia auttaa ymmärtämään, miksi jotkin reaktiot tapahtuvat itsestään lämpötilan noustessa.
Usein kysytyt kysymykset
Mikä on reaktion entropianmuutos?
Reaktion entropianmuutos ΔS° kertoo, kuinka paljon aineen epäjärjestys muuttuu reaktiossa. Se lasketaan tuotteiden ja lähtöaineiden standardimoolientropioiden erotuksena. Positiivinen ΔS° tarkoittaa, että epäjärjestys kasvaa, ja negatiivinen, että se vähenee.
Miten entropianmuutos lasketaan?
Käytä kaavaa ΔS° = Σ n·S°(tuotteet) − Σ n·S°(lähtöaineet). Kerro jokaisen aineen moolientropia sen kertoimella reaktioyhtälössä, laske tuotteet ja lähtöaineet erikseen yhteen ja vähennä. S°-arvot löytyvät termodynaamisista taulukoista.
Mikä on moolientropian yksikkö?
Standardimoolientropia S° ilmoitetaan yksikössä J/(mol·K) eli joulea moolia ja kelviniä kohti. Reaktion entropianmuutos ΔS° saadaan samassa yksikössä, kun kertoimet ovat mooleina. Huomaa, että entalpiamuutos ΔH on usein yksikössä kJ/mol, joten yksiköt eroavat.
Milloin entropianmuutos on positiivinen?
Entropianmuutos on usein positiivinen, kun reaktiossa muodostuu kaasua, kun kaasumolekyylien määrä kasvaa tai kun kiinteä aine liukenee tai sulaa. Tällöin aineen hiukkasilla on enemmän liikkumavapautta ja epäjärjestys kasvaa.
Miksi alkuaineiden entropia ei ole nolla?
Toisin kuin muodostumisentalpia, alkuaineen standardimoolientropia ei ole nolla. Entropia mitataan absoluuttiselta nollapisteeltä (0 K), jossa täydellisen kiteen entropia on nolla. Lämpötilassa 298 K kaikilla aineilla, myös alkuaineilla, on positiivinen entropia.
Oliko tästä laskurista apua?