가역반응을 엔트로피로 설명하면 어떻게 되나요?
안녕하세요.
가역반응을 엔트로피로 설명하려면 어떻게 설명 할 수 있을까요?
뭔가 떠오르는게 없네요.
쉽게 설명 부탁드립니다.
안녕하세요. 이준엽 과학전문가입니다.
가역반응이란, 반응이 양방향으로 일어날 수 있는 반응을 말합니다. 즉, 반응물에서 생성물로 넘어가는 반응과 생성물에서 반응물로 넘어가는 역반응이 모두 일어나는 것입니다.
가역반응을 엔트로피로 설명하면, 엔트로피 변화가 반응의 방향성을 결정한다고 할 수 있습니다. 엔트로피란, 분자의 무질서한 정도를 나타내는 물리량으로, 물질이 무질서해지는 것을 말합니다.
가역반응에서는 엔트로피 변화가 매우 작거나 없기 때문에, 반응물과 생성물 사이의 엔트로피 차이가 크게 나지 않습니다. 이 경우, 반응이 양방향으로 일어날 수 있기 때문에, 역반응도 일어날 수 있습니다.
반면에, 엔트로피 변화가 큰 반응에서는 반응물과 생성물 사이의 엔트로피 차이가 크게 나타납니다. 이 경우, 반응은 한 방향으로만 일어나게 되고, 역반응은 일어나지 않습니다.
예를 들어, 고체에서 액체로 녹는 반응에서는, 고체 상태에서는 분자의 위치와 속도가 규칙적으로 배열되어 있어서 엔트로피가 낮지만, 액체 상태에서는 분자의 움직임이 무질서하게 되어서 엔트로피가 높아집니다. 이러한 엔트로피 변화가 일어나는 반응에서는, 역반응이 일어나지 않고, 반응은 한 방향으로만 일어나게 됩니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
가역반응은 역방향반응과 정방향반응이 동시에 일어나는 반응입니다. 이러한 반응에서 엔트로피(S)는 중요한 역할을 합니다.
가역반응에서 엔트로피의 변화는 역방향반응과 정방향반응의 속도를 결정합니다. 엔트로피가 높은 경우(즉, 분자의 무질서도가 높은 경우)에는 역방향반응이 더욱 빠르게 일어나므로, 반응이 역전되어 정방향반응이 일어나지 않을 수 있습니다. 이에 반해, 엔트로피가 낮은 경우에는 정방향반응이 더욱 빠르게 일어나므로, 반응은 정방향으로 진행됩니다..
안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.
가역반응의 정의에 따르면 정반응과 역반응 둘다 일어나는 반응이 맞습니다.
하지만 자연상태에서 가역반응은 일어나지 않습니다.
즉, 엔트로피(무질서도)가 감소하는 반응이 일어나려면 일일을 해야하며 에너지를 사용해야만 가능합니다.
예를 들어 공을 떨어뜨리면 처음위치로 되돌아오지 않습니다. 공기저항이나 충돌 과정에서 에너지를 잃어버리기 때문입니다. 이 과정에서 에너지를 불규칙한 열에너지로 바뀌면서 엔트로피는 증가합니다.
만약 가역반응으로 공이 처음위치까지 되돌아오려면, 공에 충격을 주어야 에너지를 더해주어야만 가능합니다.
즉, 가역반응은 정반응과 역반응이 둘 다 일어나는 반응을 의미하며, 엔트로피 법칙은 자연상태에서 가역반응은 일어날 수 없다는 것을 의미하고 있습니다.
가역반응에서 엔트로피는 계의 열적 불균형을 나타내는 물리량으로, 엔트로피 변화 dS는 가역 과정에서 전달되는 열 에너지를 그 계의 절대 온도로 나눈 것입니다. 가역반응은 일어나고 있는 반응과 역반응이 동시에 일어나는 반응으로, 자발적으로 일어나지 않습니다. 따라서 가역반응에서는 엔트로피 변화가 0이며, 엔트로피가 일정합니다.