Die Entropie ΔS
Definition: Die Entropie ΔS kann vereinfacht als Maß für die Unordnung eines Systems oder für ein Mass für die Wahrscheinlichkeit eines Zustands betrachtet werden.
Inhaltsverzeichnis
Grundlegendes
Ordnung und Unordnung
Die Entropie gibt Aufschluss über die Ordnung in einem chemischen System und die damit verbundenen Anordungsmöglichkeiten der Teilchen im System. Ist die Entropie gleich 0 so gibt es für alle Teilchen maximal eine Anordnungsmöglichkeit in einem System. Ist die Entropie < 0 so steigt die Ordnung im System, ist die Entropie > 0 so steigt die Unordnung im System.
Das heisst: Die Natur strebt nach maximaler Entropie, d.h. maximaler Wahrscheinlichkeit. Das Streben nach maximaler Wahrtscheinlichkeit kann nur durch starke Kräfte, d.h. das Streben nach minimaler Energie gebrochen werden (siehe unten).
Die Entropie ist stark von der Wärme abhängig. Wärme ist immer eine sehr "unordentliche" Energieform mit hoher Entropie.
Welche Reaktionen laufen spontan ab?
Ausschlaggebend für Spontanität
Ausschlaggebend für die Spontanität einer Reaktion ist die freie Enthalpie ΔG, die sich aus der Enthalpie ΔH und der Entropie ΔS zusammensetzt. Je negativer ΔH und je positiver ΔS,umso Spontaner die Reaktion.
ΔS nimmt zu, wenn...
- ...sich der Aggregatszustand so ändert, dass eine grössere Unordnung entstehen kann
ΔS nimmt zu, wenn...
- ...die Anzahl Teilchen zunimmt, wodurch ebenfalls eine grössere Unordnung entstehen kann. (Ein grosses Molekül --> viele kleine Moleküle)
ΔS nimmt zu, wenn...
- ...Mischvorgänge stattfinden, wodurch die Unordnung sowieso zunimmt, sonst wäre es kein Gemisch. (Der Einfluss dieses Faktor ist am geringsten)
- Reinstoffe zu Gemischen reagieren:
- Bsp: Würfelzucker ist ein Reinstoff, Wasser ist ein Reinstoff. Löst man den Zucker im Wasser auf, entsteht ein Gemisch.
- Elemente zu Verbindungen reagieren:
- Bsp: N2(g) + O2(g) --> 2NO(g)
- Reinstoffe zu Gemischen reagieren:
Berechnung der Entropie ΔS
BILD: BILD DER FORMEL MUSS NOCH EINGEFÜGT WERDEN
"Die Summe der Entropien aller Produkte minus die Summe der Entropien aller Edukte ergibt die Änderung der Entropie"
Entscheidend für die Spontanität einer chemischen Reaktion ist also der Unterschied der Wahrscheinlichkeit. Ist der Zustand der Produkte Wahrscheinlicher als der Zustand der Edukte, kann die Reaktion spontan ablaufen.
Wichtig: Die Entropie ΔS ist die Beschreibung eines Zustandes, sie beschreibt die Wahrscheinlichkeit in einem System. Sie kann genau berechnet werden, aber um die Spontanität einer chemischen Reaktion zu analysieren genügt oft nur ein abschätzen. Mithilfe den oben genannten Kriterien kann man die Edukte und Produkte miteinander vergleichen und so bestimmen, ob ΔS > 0 oder < 0, und so spontan oder unspontan ist.
Quellen
- Chemieunterlagen von Herr Deuber
