Avainero spontaanien ja ei-spontaanien reaktioiden välillä on, että spontaaneissa reaktioissa on negatiivinen Gibbs-vapaa energia, kun taas ei-spontaanien reaktioiden vapaa Gibbs-energia on positiivinen.
Reaktiot voivat olla joko kemiallisia tai biologisia reaktioita. Voimme jakaa nämä reaktiot kahteen luokkaan spontaaneihin reaktioihin ja ei-spontaaniin reaktioihin. Spontaani reaktio tapahtuu ilman ulkoista vaikutusta. Mutta ei-spontaanit reaktiot eivät voi edetä ilman ulkoista vaikutusta. Keskustellaan näistä reaktioista tarkemmin ja taulukkoon ero spontaanien ja ei-spontaanien reaktioiden välillä.
Mitä ovat spontaanit reaktiot?
Spontaanit reaktiot ovat kemiallisia tai biologisia reaktioita, jotka tapahtuvat ilman minkään ulkoisen tekijän vaikutusta. Lisäksi nämä reaktiot suosivat entropian lisäämistä samalla, kun ne vähentävät termodynaamisen järjestelmän entalpiaa. Koska nämä reaktiot eivät tarvitse ulkoista tekijää, ne tapahtuvat luonnollisesti. Siksi nämä reaktiot suosivat tuotteiden muodostumista olosuhteissa, joissa reaktio tapahtuu. Spontaanin reaktion Gibbsin vapaa energia on negatiivinen arvo.
Suurin osa spontaaneista reaktioista tapahtuu nopeasti, koska se suosii tuotteiden muodostumista sen sijaan, että reaktantti pysyisi sellaisena kuin se on. Esim: vedyn poltto. Mutta jotkut reaktiot tapahtuvat erittäin hitaasti. Esimerkiksi: Grafiitin muuntaminen timanteiksi. Lisäksi joissakin palautuvissa reaktioissa yksi reaktiosuunta suositaan toiseen suuntaan. Esimerkiksi muodostettaessa hiilidioksidia ja vettä hiilihaposta eteenpäin suuntautuva reaktio on edullinen; hiilidioksidin ja veden muodostuminen on spontaania.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Mitä ovat ei-spontaanit reaktiot?
Ei-spontaanit reaktiot ovat kemiallisia tai biologisia reaktioita, jotka eivät voi tapahtua ilman minkään ulkoisen tekijän vaikutusta. Siksi nämä reaktiot eivät tapahdu luonnollisissa olosuhteissa.
Kuva 01: Spontaanien ja ei-spontaanien reaktioiden vertailu
Siksi meidän on tarjottava jokin ulkoinen tekijä näiden reaktioiden edistymiselle. Esimerkiksi: voimme tarjota lämpöä, antaa jonkin verran painetta, lisätä katalyyttiä jne. Lisäksi Gibbsin vapaa energia on positiivinen näille reaktioille.
Melkein kaikki ei-spontaanit reaktiot ovat endotermisiä; ne vapauttavat energiaa ulos. Nämä reaktiot liittyvät entropian vähenemiseen. Esimerkki: Typpimonoksidin (NO-kaasun) muodostuminen hapen ja typen välisestä reaktiosta ilmakehässämme on ei-spontaania normaaleissa lämpötila- ja paineolosuhteissa. Tämä reaktio tapahtuu kuitenkin erittäin korkeissa lämpötiloissa.
Mitä eroa on spontaanilla ja ei-spontaanilla reaktiolla?
Spontaanit reaktiot ovat kemiallisia tai biologisia reaktioita, jotka tapahtuvat ilman minkään ulkoisen tekijän vaikutusta. Ne suosivat entropian lisäämistä samalla kun termodynaamisen järjestelmän entalpiaa pienennetään. Lisäksi spontaanin reaktion Gibbsin vapaa energia on negatiivinen arvo. Sitä vastoin ei-spontaanit reaktiot ovat kemiallisia tai biologisia reaktioita, jotka eivät voi tapahtua ilman minkään ulkoisen tekijän vaikutusta. Ne eivät suosi entropian lisääntymistä tai entalpian pienenemistä normaaleissa olosuhteissa. Lisäksi ei-spontaanin reaktion Gibbsin vapaa energia on positiivinen arvo.
Yhteenveto – Spontaanit vs. ei-spontaanit reaktiot
Kaikki reaktiot kuuluvat kahdentyyppisiin reaktioihin, kuten spontaaneihin reaktioihin ja ei-spontaaniin reaktioihin. Ero spontaanien ja ei-spontaanien reaktioiden välillä on se, että spontaaneissa reaktioissa on negatiivinen Gibbs-vapaa energia, kun taas ei-spontaanien reaktioiden Gibbs-vapaa energia on positiivinen.
