質問: ギブズの自由エネルギー変化、δh、δsの問題 硫酸アンモニウムを水に溶かすと溶解反応が自発的に起こり、温度が低下した。 これについてエンタルピー変化、エントロピー変化、ギブズの自由エネルギー変化について留意しながら説明せよ。 という問題ですが、自分の考えがあっているのかわかりません。 誰か間違いをご指摘していただけないしょうか? よろしくお願いします。 (1)まず、温度の低下が見られたということから、反応はエンタルピー(内部エネルギー)が低下した発熱反応でありδhは負の値である。 (2)自発的に反応が起こるということから、熱力学的に考えて、ギブズの自由エネルギーも負の値であることがわかる。 ギブズの自由エネルギーの式は δg=δh-tδsで表せるので tδsは正の値であるか、δhより絶対値の低い負の値である。 δsは乱雑さの指標である。 硫酸アンモニウムからみると乱雑さは増加し、tδsは正の値であるとみなしていいのでしょうか。 水の観点からみると、水の乱雑さは少々減少してもおかしくないような気もします。 硫酸アンモニウムを溶かすことでエントロピーが増加するのか、減少するのかはわかりません。 誰か教えてください。
回答: > 硫酸アンモニウムの溶解は吸熱反応ですね。 > ということはδhはプラスということですね? そういうこと. したがって,δg<0 であるためには,δhのプラス分以上に -tδs 項が大きく負にならなくてはいけない. すなわち,大幅なエントロピー増大が必要と言うこと. > そもそも、定温、定圧条件ではないことから > δg=δh-tδsは成り立たないのでしょう。 温度を一定に保っての微小変化でも自発的に溶解がおこることは,議論の余地がないので,そういう話ではない. 水分子については,イオンに対する水和によって自由度が減少するため,エントロピーもある程度は減少するはず. なので,他の何かのエントロピーはその分を補って余り有るくらいに増加しなくてはならない.