Kľúčový rozdiel medzi spontánnymi a nespontánnymi reakciami je v tom, že spontánne reakcie majú negatívnu Gibbsovu voľnú energiu, zatiaľ čo nespontánne reakcie majú pozitívnu Gibbsovu voľnú energiu.
Reakcie môžu byť buď chemické reakcie, alebo biologické reakcie. Tieto reakcie môžeme rozdeliť do dvoch kategórií ako spontánne reakcie a nespontánne reakcie. Nastáva spontánna reakcia bez akéhokoľvek vonkajšieho vplyvu. Ale nespontánne reakcie nemôžu napredovať bez vonkajšieho vplyvu. Poďme diskutovať viac podrobností o týchto reakciách a tabuľujme rozdiel medzi spontánnymi a nespontánnymi reakciami.
Čo sú to spontánne reakcie?
Spontánne reakcie sú chemické alebo biologické reakcie, ktoré prebiehajú bez vplyvu akéhokoľvek vonkajšieho faktora. Okrem toho tieto reakcie podporujú zvýšenie entropie a zároveň zníženie entalpie termodynamického systému. Keďže tieto reakcie nepotrebujú žiadny vonkajší faktor, vyskytujú sa prirodzene. Preto tieto reakcie podporujú tvorbu produktov za podmienok, za ktorých reakcia prebieha. Gibbsova voľná energia spontánnej reakcie je záporná hodnota.
Väčšina spontánnych reakcií prebieha rýchlo, pretože uprednostňuje tvorbu produktov pred ponechaním reaktantu tak, ako je. Príklad: spaľovanie vodíka. Niektoré reakcie sa však vyskytujú extrémne pomaly. Príklad: Premena grafitu na diamanty. Navyše v niektorých reverzibilných reakciách je jeden smer reakcie uprednostňovaný pred druhým smerom. Napríklad pri tvorbe oxidu uhličitého a vody z kyseliny uhličitej sa uprednostňuje dopredná reakcia; tvorba oxidu uhličitého a vody je spontánna.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Čo sú to nespontánne reakcie?
Nespontánne reakcie sú chemické alebo biologické reakcie, ktoré nemôžu prebehnúť bez vplyvu akéhokoľvek vonkajšieho faktora. Preto tieto reakcie neprebiehajú v prirodzených podmienkach.
Obrázok 01: Porovnanie spontánnych a nespontánnych reakcií
Musíme teda poskytnúť nejaký vonkajší faktor, aby tieto reakcie napredovali. Príklad: môžeme poskytnúť teplo, vytvoriť určitý tlak, pridať katalyzátor atď. Navyše, Gibbsova voľná energia je pre tieto reakcie pozitívna.
Takmer všetky nespontánne reakcie sú endotermické; uvoľňujú energiu von. Tieto reakcie sprevádzajú pokles entropie. Príklad: tvorba oxidu dusnatého (plyn NO) z reakcie medzi kyslíkom a dusíkom v našej atmosfére je za normálnych teplotných a tlakových podmienok nespontánna. K tejto reakcii však dochádza pri veľmi vysokých teplotách.
Aký je rozdiel medzi spontánnymi a nespontánnymi reakciami?
Spontánne reakcie sú chemické alebo biologické reakcie, ktoré prebiehajú bez vplyvu akéhokoľvek vonkajšieho faktora. Uprednostňujú zvýšenie entropie a zároveň zníženie entalpie termodynamického systému. Okrem toho je Gibbsova voľná energia spontánnej reakcie zápornou hodnotou. Nespontánne reakcie sú chemické alebo biologické reakcie, ktoré nemôžu prebiehať bez vplyvu akéhokoľvek vonkajšieho faktora. Za normálnych podmienok neuprednostňujú zvyšovanie entropie alebo znižovanie entalpie. Okrem toho je Gibbsova voľná energia nespontánnej reakcie pozitívnou hodnotou.
Zhrnutie – Spontánne verzus nespontánne reakcie
Všetky reakcie patria do dvoch typov reakcií, ako sú spontánne reakcie a nespontánne reakcie. Rozdiel medzi spontánnymi a nespontánnymi reakciami je v tom, že spontánne reakcie majú negatívnu Gibbsovu voľnú energiu, zatiaľ čo nespontánne reakcie majú pozitívnu Gibbsovu voľnú energiu.
