Kluczowa różnica między reakcjami spontanicznymi i niespontanicznymi polega na tym, że reakcje spontaniczne mają ujemną energię swobodną Gibbsa, podczas gdy reakcje niespontaniczne mają dodatnią energię swobodną Gibbsa.
Reakcje mogą być reakcjami chemicznymi lub biologicznymi. Reakcje te możemy podzielić na dwie kategorie jako reakcje spontaniczne i reakcje niespontaniczne. Spontaniczna reakcja zachodzi bez żadnego zewnętrznego wpływu. Ale niespontaniczne reakcje nie mogą postępować bez zewnętrznego wpływu. Omówmy więcej szczegółów na temat tych reakcji i sporządźmy tabelę różnicy między reakcjami spontanicznymi i niespontanicznymi.
Co to są reakcje spontaniczne?
Reakcje spontaniczne to reakcje chemiczne lub biologiczne, które zachodzą bez wpływu jakichkolwiek czynników zewnętrznych. Ponadto reakcje te sprzyjają zwiększeniu entropii przy jednoczesnym zmniejszeniu entalpii układu termodynamicznego. Ponieważ reakcje te nie wymagają czynnika zewnętrznego, zachodzą naturalnie. Dlatego te reakcje sprzyjają powstawaniu produktów w warunkach, w których zachodzi reakcja. Energia swobodna Gibbsa reakcji spontanicznej jest wartością ujemną.
Większość spontanicznych reakcji zachodzi szybko, ponieważ sprzyja tworzeniu produktów, a nie utrzymywaniu reagenta w takim stanie, w jakim jest. Np. spalanie wodoru. Ale niektóre reakcje zachodzą niezwykle powoli. Np. Konwersja grafitu w diamenty. Co więcej, w niektórych reakcjach odwracalnych jeden kierunek reakcji jest faworyzowany w stosunku do drugiego. Na przykład przy tworzeniu dwutlenku węgla i wody z kwasu węglowego preferowana jest reakcja postępowa; tworzenie się dwutlenku węgla i wody jest spontaniczne.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Co to są reakcje niespontaniczne?
Reakcje niespontaniczne to reakcje chemiczne lub biologiczne, które nie mogą zajść bez wpływu jakiegokolwiek czynnika zewnętrznego. Dlatego reakcje te nie zachodzą w warunkach naturalnych.
Rysunek 01: Porównanie reakcji spontanicznych i niespontanicznych
W związku z tym musimy podać jakiś czynnik zewnętrzny, aby te reakcje mogły się rozwijać. Np. możemy zapewnić ciepło, nadać ciśnienie, dodać katalizator itp. Ponadto energia swobodna Gibbsa jest dodatnia dla tych reakcji.
Prawie wszystkie niespontaniczne reakcje są endotermiczne; uwalniają energię na zewnątrz. Reakcje te towarzyszą spadkowi entropii. Np. tworzenie się tlenku azotu (gazu NO) z reakcji tlenu z azotem w naszej atmosferze jest niespontaniczne w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia. Jednak ta reakcja zachodzi w bardzo wysokich temperaturach.
Jaka jest różnica między reakcjami spontanicznymi i niespontanicznymi?
Reakcje spontaniczne to reakcje chemiczne lub biologiczne, które zachodzą bez wpływu jakichkolwiek czynników zewnętrznych. Sprzyjają zwiększaniu entropii przy jednoczesnym zmniejszeniu entalpii układu termodynamicznego. Ponadto energia swobodna Gibbsa reakcji spontanicznej jest wartością ujemną. Natomiast reakcje niespontaniczne to reakcje chemiczne lub biologiczne, które nie mogą zachodzić bez wpływu jakiegokolwiek czynnika zewnętrznego. Nie sprzyjają zwiększeniu entropii lub zmniejszeniu entalpii w normalnych warunkach. Ponadto energia swobodna Gibbsa reakcji niespontanicznej jest wartością dodatnią.
Podsumowanie – Reakcje spontaniczne i niespontaniczne
Wszystkie reakcje należą do dwóch typów reakcji, takich jak reakcje spontaniczne i reakcje niespontaniczne. Różnica między reakcjami spontanicznymi i niespontanicznymi polega na tym, że reakcje spontaniczne mają ujemną energię swobodną Gibbsa, podczas gdy reakcje niespontaniczne mają dodatnią energię swobodną Gibbsa.
