A legfontosabb különbség a spontán és a nem spontán reakciók között az, hogy a spontán reakciók negatív Gibbs-szabadenergiával, míg a nem spontán reakcióknak pozitív Gibbs-szabad energiával rendelkeznek.
A reakciók lehetnek kémiai vagy biológiai reakciók. Ezeket a reakciókat két kategóriába sorolhatjuk: spontán reakciók és nem spontán reakciók. A spontán reakció külső behatás nélkül megy végbe. De a nem spontán reakciók külső befolyás nélkül nem haladhatnak előre. Beszéljünk részletesebben ezekről a reakciókról, és táblázatba foglaljuk a spontán és nem spontán reakciók közötti különbséget.
Mik azok a spontán reakciók?
A spontán reakciók olyan kémiai vagy biológiai reakciók, amelyek külső tényező befolyása nélkül mennek végbe. Sőt, ezek a reakciók kedveznek a termodinamikai rendszerek entrópiájának növelésének, miközben csökkentik az entalpiát. Mivel ezeknek a reakcióknak nincs szükségük külső tényezőre, természetesen előfordulnak. Ezért ezek a reakciók kedveznek a termékek képződésének olyan körülmények között, amelyek között a reakció végbemegy. A spontán reakció Gibbs-szabad energiája negatív érték.
A spontán reakciók többsége gyorsan megy végbe, mert előnyben részesíti a termékek képződését, ahelyett, hogy a reaktáns olyan állapotban maradna, ahogy van. Pl.: hidrogén elégetése. Néhány reakció azonban rendkívül lassan megy végbe. Pl.: Grafit átalakítása gyémánttá. Ezenkívül egyes reverzibilis reakciókban az egyik reakcióirányt előnyben részesítik a másikkal szemben. Például szénsavból szén-dioxid és víz képzésénél az előrehaladó reakciót részesítjük előnyben; a szén-dioxid és a víz képződése spontán.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Mik azok a nem spontán reakciók?
A nem spontán reakciók olyan kémiai vagy biológiai reakciók, amelyek nem mehet végbe semmilyen külső tényező hatása nélkül. Ezért ezek a reakciók a természetes körülmények között nem mennek végbe.
01. ábra: Spontán és nem spontán reakciók összehasonlítása
Így biztosítanunk kell valamilyen külső tényezőt ahhoz, hogy ezek a reakciók előrehaladjanak. Pl.: hőt biztosíthatunk, nyomást adhatunk, katalizátort adhatunk hozzá stb. Ezen túlmenően a Gibbs-szabad energia pozitív ezekre a reakciókra.
Majdnem minden nem spontán reakció endoterm; energiát bocsátanak ki a külvilágba. Ezek a reakciók az entrópia csökkenésével járnak. Pl.: nitrogén-monoxid (NO-gáz) képződése az oxigén és a nitrogén közötti reakcióból a légkörben nem spontán, normál hőmérsékleti és nyomási körülmények között. Ez a reakció azonban nagyon magas hőmérsékleten megy végbe.
Mi a különbség a spontán és a nem spontán reakciók között?
A spontán reakciók olyan kémiai vagy biológiai reakciók, amelyek külső tényező befolyása nélkül mennek végbe. Előnyben részesítik az entrópia növelését, miközben csökkentik a termodinamikai rendszer entalpiáját. Ráadásul egy spontán reakció Gibbs-szabad energiája negatív érték. Míg a nem spontán reakciók olyan kémiai vagy biológiai reakciók, amelyek nem mehet végbe semmilyen külső tényező hatása nélkül. Normál körülmények között nem részesítik előnyben a növekvő entrópiát vagy a csökkenő entalpiát. Továbbá a nem spontán reakció Gibbs-szabad energiája pozitív érték.
Összefoglaló – Spontán és nem spontán reakciók
Minden reakció két típusú reakcióhoz tartozik, mint például a spontán reakciók és a nem spontán reakciók. A spontán és nem spontán reakciók közötti különbség az, hogy a spontán reakcióknak negatív Gibbs-szabadenergiája van, míg a nem spontán reakcióknak pozitív Gibbs-szabadenergiája.
