Entropie standard
Tout mouvement moléculaire cesse au zéro absolu \(\left( 0 \ : \text{K} \right)\). Par conséquent, l’entropie d’une substance cristalline pure au zéro absolu est définie ou être égale à zéro. Lorsque la température de la substance augmente, son entropie augmente en raison d’une augmentation du mouvement moléculaire. L’entropie absolue ou standard des substances peut être mesurée. Le symbole de l’entropie est \(S\) et l’entropie standard d’une substance est donnée par le symbole \(S^\text{o}\), indiquant que l’entropie standard est déterminée dans des conditions standard. Les unités de l’entropie sont \(\text{J/K} \cdot \text{mol}\). Les entropies standard de quelques substances sont présentées dans le tableau ci-dessous.
| Tableau \(\PageIndex{1}\) : Valeurs d’entropie standard à \(25^\text{o} \text{C}\) | |
| Substance | \(S^\text{o} \left( \text{J/K} \cdot \text{mol} \right)\) |
| \(\ce{H_2} \left( g \right)\) | 131.0 | \(\ce{O_2} \left( g \right)\) | 205.0 | \(\ce{H_2O} \left( l \right)\) | 69.9 |
| \(\ce{H_2O} \left( g \right)\) | 188,7 |
| \(\ce{C} \ : \left( \text{graphite} \right)\) | 5.69 | \(\ce{C} \ : \left( \text{diamond} \right)\) | 2.4 |
La connaissance des entropies absolues des substances nous permet de calculer la variation d’entropie \(\left( \Delta S^\text{o} \right)\) pour une réaction. Par exemple, la variation d’entropie pour la vaporisation de l’eau peut être trouvée comme suit :
La variation d’entropie pour la vaporisation de l’eau est positive car l’état gazeux a une entropie plus élevée que l’état liquide.
En général, la variation d’entropie pour une réaction peut être déterminée si les entropies standard de chaque substance sont connues. L’équation ci-dessous peut être appliquée.
La variation d’entropie standard est égale à la somme de toutes les entropies standard des produits moins la somme de toutes les entropies standard des réactifs. Le symbole « \(n\) » signifie que chaque entropie doit d’abord être multipliée par son coefficient dans l’équation équilibrée. La variation d’entropie pour la formation d’eau liquide à partir d’hydrogène et d’oxygène gazeux peut être calculée à l’aide de cette équation :
\ = -327 \ : \text{J/K} \cdot \text{mol} \end{align}\]
La variation d’entropie pour cette réaction est fortement négative car trois molécules gazeuses sont converties en deux molécules liquides. Selon l’entraînement vers une entropie plus élevée, la formation d’eau à partir d’hydrogène et d’oxygène est une réaction défavorable. Dans ce cas, la réaction est fortement exothermique et la pulsion vers une diminution de l’énergie permet à la réaction de se produire.