Η βασική διαφορά μεταξύ αυθόρμητων και μη αυθόρμητων αντιδράσεων είναι ότι οι αυθόρμητες αντιδράσεις έχουν αρνητική ελεύθερη ενέργεια Gibbs ενώ οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις έχουν μια θετική ελεύθερη ενέργεια Gibbs.
Οι αντιδράσεις μπορεί να είναι είτε χημικές είτε βιολογικές αντιδράσεις. Μπορούμε να χωρίσουμε αυτές τις αντιδράσεις σε δύο κατηγορίες ως αυθόρμητες αντιδράσεις και μη αυθόρμητες αντιδράσεις. Μια αυθόρμητη αντίδραση εμφανίζεται χωρίς καμία εξωτερική επίδραση. Αλλά οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις δεν μπορούν να προχωρήσουν χωρίς εξωτερική επιρροή. Ας συζητήσουμε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτές τις αντιδράσεις και ας καταγράψουμε τη διαφορά μεταξύ αυθόρμητων και μη αυθόρμητων αντιδράσεων.
Τι είναι οι αυθόρμητες αντιδράσεις;
Αυθόρμητες αντιδράσεις είναι χημικές ή βιολογικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα χωρίς την επίδραση οποιουδήποτε εξωτερικού παράγοντα. Επιπλέον, αυτές οι αντιδράσεις ευνοούν την αύξηση της εντροπίας ενώ μειώνουν την ενθαλπία ενός θερμοδυναμικού συστήματος. Δεδομένου ότι αυτές οι αντιδράσεις δεν χρειάζονται εξωτερικό παράγοντα, συμβαίνουν φυσικά. Επομένως, αυτές οι αντιδράσεις ευνοούν τον σχηματισμό των προϊόντων υπό τις συνθήκες στις οποίες συμβαίνει η αντίδραση. Η ελεύθερη ενέργεια Gibbs μιας αυθόρμητης αντίδρασης είναι μια αρνητική τιμή.
Οι περισσότερες από τις αυθόρμητες αντιδράσεις συμβαίνουν γρήγορα επειδή ευνοεί το σχηματισμό προϊόντων παρά τη διατήρηση του αντιδρώντος ως έχει. Π.χ.: καύση υδρογόνου. Αλλά ορισμένες αντιδράσεις συμβαίνουν εξαιρετικά αργά. Π.χ.: Μετατροπή γραφίτη σε διαμάντια. Επιπλέον, σε ορισμένες αναστρέψιμες αντιδράσεις, η μία κατεύθυνση αντίδρασης ευνοείται έναντι της άλλης κατεύθυνσης. Για παράδειγμα, στον σχηματισμό διοξειδίου του άνθρακα και νερού από ανθρακικό οξύ, ευνοείται η μπροστινή αντίδραση. ο σχηματισμός διοξειδίου του άνθρακα και νερού είναι αυθόρμητος.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Τι είναι οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις;
Οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις είναι χημικές ή βιολογικές αντιδράσεις που δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν χωρίς την επίδραση οποιουδήποτε εξωτερικού παράγοντα. Επομένως, αυτές οι αντιδράσεις δεν υφίστανται στις φυσικές συνθήκες.
Εικόνα 01: Σύγκριση αυθόρμητων και μη αυθόρμητων αντιδράσεων
Έτσι, πρέπει να παρέχουμε κάποιον εξωτερικό παράγοντα για αυτές τις αντιδράσεις στην πρόοδο. Π.χ.: μπορούμε να παρέχουμε θερμότητα, να δώσουμε κάποια πίεση, να προσθέσουμε έναν καταλύτη κ.λπ. Επιπλέον, η ελεύθερη ενέργεια Gibbs είναι θετική για αυτές τις αντιδράσεις.
Σχεδόν όλες οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις είναι ενδόθερμες. απελευθερώνουν ενέργεια προς τα έξω. Αυτές οι αντιδράσεις συνοδεύουν μια μείωση της εντροπίας. Π.χ.: ο σχηματισμός μονοξειδίου του αζώτου (αέριο ΝΟ) από την αντίδραση μεταξύ οξυγόνου και αζώτου στην ατμόσφαιρά μας είναι μη αυθόρμητος σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Ωστόσο, αυτή η αντίδραση συμβαίνει σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αυθόρμητων και μη αυθόρμητων αντιδράσεων;
Αυθόρμητες αντιδράσεις είναι χημικές ή βιολογικές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα χωρίς την επίδραση οποιουδήποτε εξωτερικού παράγοντα. Ευνοούν την αύξηση της εντροπίας ενώ μειώνουν την ενθαλπία ενός θερμοδυναμικού συστήματος. Επιπλέον, η ελεύθερη ενέργεια Gibbs μιας αυθόρμητης αντίδρασης είναι αρνητική τιμή. Ενώ, οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις είναι χημικές ή βιολογικές αντιδράσεις που δεν μπορούν να πραγματοποιηθούν χωρίς την επίδραση οποιουδήποτε εξωτερικού παράγοντα. Δεν ευνοούν την αύξηση της εντροπίας ή τη μείωση της ενθαλπίας σε κανονικές συνθήκες. Επιπλέον, η ελεύθερη ενέργεια Gibbs μιας μη αυθόρμητης αντίδρασης είναι μια θετική τιμή.
Σύνοψη – Αυθόρμητες εναντίον Μη αυθόρμητων αντιδράσεων
Όλες οι αντιδράσεις ανήκουν σε δύο τύπους αντιδράσεων, όπως οι αυθόρμητες αντιδράσεις και οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις. Η διαφορά μεταξύ αυθόρμητων και μη αυθόρμητων αντιδράσεων είναι ότι οι αυθόρμητες αντιδράσεις έχουν αρνητική ελεύθερη ενέργεια Gibbs ενώ οι μη αυθόρμητες αντιδράσεις έχουν μια θετική ελεύθερη ενέργεια Gibbs.
