ΔSТ0=(сумма SТ0 продуктов - сумма SТ0 реагентов).
Энтропию измеряют калориметрически из зависимости теплоемкости соединений или элементов от температуры. Это гораздо более сложный эксперимент, чем определение ΔH.
В основном электронном состоянии энтропия любого элемента, молекулы, кристалла и т.д. может быть представлена суммой трех слагаемых:
S=Sпост+Sвращ+Sкол,
где Sпост - энтропия, связанная с поступательным движением молекул (мера рассеивания частиц по объему раствора в колбе);
Sвращ - энтропия, связанная с внутренним вращением вокруг σ-связей в молекуле и с вращением всей молекулы как целого волчка;
Sкол - энтропия, связанная с колебаниями атомов в молекуле (растяжение и сжатие связей, деформационные колебания и т.д.).
Если в результате реакции увеличивается общее число частиц по сравнению с их числом до реакции, то энтропия поступательного движения возрастает [ΔSпост=ΔSпост, продукты-ΔSпост, реагенты>0], если число частиц уменьшается, то ΔSпост<0, если число частиц не изменяется, то ΔSпост≈0.
Например:
Последний пример показывает, что при изомеризациях энтропия поступательного движения не изменяется.
Если в продукте реакции возникают возможности для более свободных колебаний атомов, то колебательная энтропия возрастает. Например:
Однако когда продукты реакции очень похожи на реагенты, энтропия почти не изменяется, поскольку как Δ, так и ΔSкол приблизительно равны нулю.
Уменьшение энтропии в приведенной ниже реакции изомеризации объясняется тем, что в продукте реакции внутреннее вращение вокруг связи С1-С5 невозможно, а в реагенте возможно, хотя и заторможено большими размерами циклопропильной группы.
Для расчета энтропии, связанной с вращением целой молекулы, необходимо определить ее момент инерции и число симметрии σ (т.е. число неразличимых ситуаций, которое можно получить вращением молекулы как целого; например, для HCl σ=1, для Br2 σ=2, для этилена σ=4, для этана σ=6 и т д.). Момент инерции рассчитывают из длин связей и углов между связями, которые экспериментально определяют по данным дифракции электронов и молекулярной спектроскопии. Для больших, гибких органических молекул такие расчеты очень затруднительны.
Приведенные выше значения ΔSо для разных реакций, а также расчеты вкладов в общую энтропию, которые возможны для простых молекул, показывают, что во всех случаях
Sпост > Sвращ > Sкол
Разработка энергосберегающей технологии ректификации циклических углеводородов
Процесс ректификации
играет ведущую роль среди процессов разделения промышленных смесей. Большая
энергоемкость процесса делает поиск оптимальных схем разделения актуальной
задачей химическо ...
Глюкоза
...
Технология получения и свойства мочевино-формальдегидных смол
Первые
продукты конденсации мочевины с формальдегидом (карбамидные смолы) были
получены еще в 1896 г., но производство мочевино-альдегидных смол налажено лишь
в 1920—1921 гг.
Мочевино-фо ...