Põhiline erinevus spontaansete ja mittespontaansete reaktsioonide vahel on see, et spontaansetel reaktsioonidel on negatiivne Gibbsi vaba energia, samas kui mittespontaansetel reaktsioonidel on positiivne Gibbsi vaba energia.
Reaktsioonid võivad olla kas keemilised või bioloogilised reaktsioonid. Me võime need reaktsioonid jagada kahte kategooriasse: spontaansed reaktsioonid ja mittespontaansed reaktsioonid. Spontaanne reaktsioon toimub ilma välise mõjuta. Kuid mittespontaansed reaktsioonid ei saa kulgeda ilma välise mõjuta. Räägime nende reaktsioonide kohta üksikasjalikum alt ja esitame tabeli erinevuste spontaansete ja mittespontaansete reaktsioonide vahel.
Mis on spontaansed reaktsioonid?
Spontaansed reaktsioonid on keemilised või bioloogilised reaktsioonid, mis toimuvad ilma ühegi välisteguri mõjuta. Lisaks soodustavad need reaktsioonid entroopia suurendamist, vähendades samal ajal termodünaamilise süsteemi entalpiat. Kuna need reaktsioonid ei vaja välist tegurit, tekivad need loomulikult. Seetõttu soodustavad need reaktsioonid produktide moodustumist reaktsiooni toimumise tingimustes. Spontaanse reaktsiooni Gibbsi vaba energia on negatiivne väärtus.
Enamik spontaansetest reaktsioonidest toimub kiiresti, kuna see soodustab pigem produktide moodustumist, kui reagendi säilitamist sellisena, nagu see on. Näiteks: vesiniku põletamine. Kuid mõned reaktsioonid tekivad väga aeglaselt. Näide: grafiidi muundamine teemantideks. Veelgi enam, mõnes pöörduvas reaktsioonis eelistatakse ühte reaktsioonisuunda teisele suunale. Näiteks süsihappest süsihappegaasi ja vee moodustumisel eelistatakse edasiliikumist; süsihappegaasi ja vee teke on spontaanne.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Mis on mittespontaansed reaktsioonid?
Mittespontaansed reaktsioonid on keemilised või bioloogilised reaktsioonid, mis ei saa toimuda ilma ühegi välisteguri mõjuta. Seetõttu ei toimu need reaktsioonid looduslikes tingimustes.
Joonis 01: spontaansete ja mittespontaansete reaktsioonide võrdlus
Seega peame nende reaktsioonide edenemiseks tagama mõne välise teguri. Näide: saame pakkuda soojust, avaldada survet, lisada katalüsaatorit jne. Lisaks on Gibbsi vaba energia nende reaktsioonide jaoks positiivne.
Peaaegu kõik mittespontaansed reaktsioonid on endotermilised; nad vabastavad energiat väljapoole. Need reaktsioonid kaasnevad entroopia vähenemisega. Näiteks: lämmastikmonooksiidi (NO-gaasi) moodustumine meie atmosfääri hapniku ja lämmastiku vahelisest reaktsioonist on normaalsetel temperatuuri- ja rõhutingimustel spontaanne. See reaktsioon toimub aga väga kõrgetel temperatuuridel.
Mis vahe on spontaansetel ja mittespontaansetel reaktsioonidel?
Spontaansed reaktsioonid on keemilised või bioloogilised reaktsioonid, mis toimuvad ilma ühegi välisteguri mõjuta. Nad soodustavad entroopia suurendamist, vähendades samal ajal termodünaamilise süsteemi entalpiat. Pealegi on spontaanse reaktsiooni Gibbsi vaba energia negatiivne väärtus. Mittespontaansed reaktsioonid on aga keemilised või bioloogilised reaktsioonid, mis ei saa toimuda ilma ühegi välisteguri mõjuta. Nad ei soosi entroopia suurenemist ega entalpia vähenemist tavatingimustes. Lisaks on mittespontaanse reaktsiooni Gibbsi vaba energia positiivne väärtus.
Kokkuvõte – spontaansed vs mittespontaansed reaktsioonid
Kõik reaktsioonid kuuluvad kahte tüüpi reaktsioonide alla, nagu spontaansed reaktsioonid ja mittespontaansed reaktsioonid. Erinevus spontaansete ja mittespontaansete reaktsioonide vahel seisneb selles, et spontaansetel reaktsioonidel on negatiivne Gibbsi vaba energia, samas kui mittespontaansetel reaktsioonidel on positiivne Gibbsi vaba energia.
