Problème d'exemple de changement d'entropie

Pour les problèmes impliquant des changements d'entropie, savoir si le changement doit être positif ou négatif est un outil utile pour vérifier votre travail. Il est facile de perdre un signe lors de problèmes de devoirs en thermochimie. Cet exemple de problème montre comment examiner les réactifs et les produits pour prédire le signe du changement d'entropie d'une réaction.

Problème d'entropie

Déterminez si le changement d'entropie sera positif ou négatif pour les réactions suivantes:
A) (NH₄)₂Cr₂O_sept(s) → Cr₂O₃(s) + 4 H₂O (l) + CO₂(g)
B) 2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O (g)
C) PCl₅ → PCl₃ + Cl₂(g)

Solution

L'entropie d'une réaction fait référence aux probabilités de position pour chaque réactif. Par exemple, un atome en phase gazeuse a plus d'options de position que le même atome en phase solide. C'est pourquoi les gaz ont plus d'entropie que les solides.

Dans les réactions, les probabilités de position doivent être comparées pour tous les réactifs aux produits fabriqués. Par conséquent, si la réaction implique uniquement des gaz, l'entropie est liée au nombre total de moles de chaque côté de la réaction. Une diminution du nombre de moles du côté produit signifie une entropie plus faible. Une augmentation du nombre de moles du côté produit signifie une entropie plus élevée.

Si la réaction implique plusieurs phases, la production d'un gaz augmente généralement l'entropie beaucoup plus que toute augmentation des moles d'un liquide ou d'un solide.

Réaction A

(NH₄)₂Cr₂O_sept(s) → Cr₂O₃(s) + 4 H₂O (l) + CO₂(g)
Le côté réactif ne contient qu'une mole où le côté produit a six moles produites. C'était aussi un gaz produit. Le changement d'entropie sera positif.

Réaction B

2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O (g)
Il y a 3 moles du côté réactif et seulement 2 du côté produit. Le changement d'entropie sera négatif.

Réaction C

PCl₅ → PCl₃ + Cl₂(g)
Il y a plus de grains de beauté du côté produit que du côté réactif, donc le changement d'entropie sera positif.

Résumé des réponses

Les réactions A et C auront des changements positifs dans l'entropie.
La réaction B aura des changements négatifs dans l'entropie.