L’Entropia standard
Tutto il movimento molecolare cessa allo zero assoluto \(\sinistra( 0 \testo{K} \destra)\). Pertanto, l’entropia di una sostanza cristallina pura allo zero assoluto è definita o essere uguale a zero. All’aumentare della temperatura della sostanza, la sua entropia aumenta a causa di un aumento del movimento molecolare. L’entropia assoluta o standard delle sostanze può essere misurata. Il simbolo dell’entropia è \(S\) e l’entropia standard di una sostanza è data dal simbolo \(S^text{o}), che indica che l’entropia standard è determinata in condizioni standard. Le unità per l’entropia sono \(\testo{J/K} \cdot \testo{mol}}). Le entropie standard per alcune sostanze sono mostrate nella tabella sottostante.
| Tabella \(\PageIndex{1}): Valori di Entropia Standard a \(25^\testo{o} \testo{C}) | |||
| Sostanza | { S^\testo{o} \sinistra( \testo{J/K} \cdot \testo{mol} \destra)\) | ||
| (\ce{H_2} \sinistra( g \destra)\) | 131.0 | ||
| (\ce{O_2} \sinistra( g \destra)\) | 205.0 | ||
| (\ce{H_2O} \sinistra( l \destra)\) | 69.9 | ||
| (\ce{H_2O} \sinistra( g \destra)\) | 188.7 | ||
| (\ce{C} \: | 5.69 | ||
| (\ce{C} \: \sinistra( \testo{diamond} \destra)\) | 2.4 | ||
La conoscenza delle entropie assolute delle sostanze ci permette di calcolare la variazione di entropia \(\left( \Delta S^\text{o} \right)\) per una reazione. Per esempio, la variazione di entropia per la vaporizzazione dell’acqua può essere trovata come segue:
La variazione di entropia per la vaporizzazione dell’acqua è positiva perché lo stato di gas ha un’entropia più alta dello stato liquido.
In generale, la variazione di entropia per una reazione può essere determinata se sono note le entropie standard di ogni sostanza. Si può applicare l’equazione seguente.
\
La variazione di entropia standard è uguale alla somma di tutte le entropie standard dei prodotti meno la somma di tutte le entropie standard dei reagenti. Il simbolo “\(n\)” significa che ogni entropia deve essere prima moltiplicata per il suo coefficiente nell’equazione bilanciata. La variazione di entropia per la formazione di acqua liquida da idrogeno e ossigeno gassosi può essere calcolata usando questa equazione:
= -327 \: \text{J/K} \cdot \text{mol}
Il cambiamento di entropia per questa reazione è altamente negativo perché tre molecole gassose vengono convertite in due molecole liquide. Secondo la spinta verso una maggiore entropia, la formazione di acqua da idrogeno e ossigeno è una reazione sfavorevole. In questo caso, la reazione è altamente esotermica e la spinta verso una diminuzione di energia permette alla reazione di avvenire.