困ってます！お願いします！

質問

困ってます！お願いします！

吸熱反応はどうして起こるのか、説明せよ。また重エネルギーを用いて説明するのが望ましい。

回答No.2

sa2ko2ko · ベストアンサー

「自由エネルギー」の間違いではないでしょうか？あと、「自発的に」吸熱反応が起こるかどうかを問題にしているのだと思います。
まず、化学で自由エネルギーといえば、ギプス自由エネルギー（G）を指します。これは、G = H - TSで定義されます。HはエンタルピーでH = U + PV（Uは内部エネルギー）、Sはエントロピーです。温度一定で自由エネルギーの変化を考えると、ΔG = ΔH - TΔSです。ΔGが負なら自発的に反応が進みます。
吸熱反応の場合はΔHが正なので、これよりもTΔSが大きくなければ反応が進みません。
少し難しいでしょうか？要は、エントロピーが物質がもつエネルギーと考えて、吸熱反応ではそのエネルギーを与えないといけないのでエネルギー的に不利だけれど、その分エントロピーを増やすことでカバーするということです。
例えば、塩化アンモニウムを水に溶かす反応は吸熱反応ですが、これは塩化アンモニウムが水の中で分散することでエントロピーが増加するので自発的に起こります。
ΔGが正であるような反応は、自発的には起こりませんが他のΔGが負である化学反応と共役させることで進みます。また化学平衡においては、正反応がΔG>0なら逆反応はΔG<0で、両者を足してΔG=0となるようなところで平衡が成り立ちます。

お礼

確かに出されたお題の内容の答えに適したものでした！

自由エネルギーですね！確かめたらそうでした…！
ご指摘ありがとうございます！

詳しい解説ありがとうございましす！！

回答No.1

Saturn5

重エネルギーという単語を検索しましたが、わかりませんでした。
それで、わかる範囲で答えます。

まず、通常の化学反応には逆反応があります。
３Ｈ２　＋　Ｎ２　＝　２ＮＨ３　＋４６ｋＪ
この反応は左側、右側のどちらにも進みますが、
発熱反応と言うことは左辺の持つエネルギーの方が右辺よりも
大きいので、その差が熱となって出るのです。
このとき、エネルギーの高い物質は不安定で、エネルギーの
低い物質は安定なので反応は右辺に進む方が多くなります。
これは、高いところにある物が落ちようとして、地面の上の
物はそれ以上落ちないのと同じです。
このように、一般の反応は発熱反応の方が起こりやすいのです。

では、吸熱反応はどのような場合におこるかといえば、それは右辺から
左辺の逆反応が無い特殊なケースです。
ＮａＣｌ（固）　＋　ａｑ　＝　ＮａＣｌ　ａｑ　－　３．９ｋＪ
このとき、右辺はＮａ＋　とＣｌ－になって水中にバラバラに存在します。
エントロピー（乱雑さ）の大きい状態です。この状態からは
元の固体に戻りにくいので吸熱反応が成立します。

Ｃ（黒鉛）＋Ｈ２Ｏ（気）＝ＣＯ（気）＋Ｈ２（気）－１３１ｋＪ
でも、左辺の気体分子は１個、右辺は２個なのでエントロピーは
右辺の方が大きいので反応は右辺に進みます。

お礼

分かりやすく教えて下さってありがとうございます！