17.5:

反応における標準エントロピーの変化

JoVE Core
Chimica
È necessario avere un abbonamento a JoVE per visualizzare questo.  Accedi o inizia la tua prova gratuita.
JoVE Core Chimica
Standard Entropy Change for a Reaction

16,725 Views

03:00 min

September 24, 2020

エントロピーは状態関数なので、化学反応の標準エントロピー変化( ΔS°rxn )は、生成物と反応物の標準エントロピーの差から計算できます。

Eq1

ここで、npnrは、それぞれ生成物と反応物の平衡式における化学量論的な係数を表します。

例えば、室温での次のような反応における ΔS°rxn

Eq2

は、次のように計算できます。

Eq3

標準的なエントロピーの一部を表にまとめました。

物質   S° (J/mol·K)  
C (s, graphite) 5.740
  C (s, diamond)   2.38
CO (g) 197.7
CO2 (g) 213.8
CH4 (g) 186.3
C2H4 (g) 219.5
C2H6 (g) 229.5
CH3OH (l) 126.8
 C2H5OH (l 160.7
H2 (g) 130.57
H (g) 114.6
H2O (g) 188.71
H2O (l) 69.91
HCI (g) 186.8
H2S (g) 205.7
O2 (g) 205.03

ΔS°の決定

気体のH2O 1 molが液体のH2O 1 molに変化する水の凝縮を考えます。

Eq4

反応に対する標準エントロピー変化である ΔS°rxn を、標準モルエントロピーと化学量論的係数を用いて計算します。

Eq5

ΔS°rxnの値は、この相転移(凝縮)で予想されるように負の値を示しています。
2つ目の例として、メタノール(CH3OH)の燃焼を考えます。

Eq6

同様の手順で、反応の標準エントロピー変化を計算すると、次のようになります。

Eq7

上記の文章は以下から引用しました。Openstax, Chemistry 2e, Chapter 16.2: The Second and Third Law of Thermodynamics.