자발적 반응과 비자발적 반응은 에너지 변화 측면에서 어떻게 구별되나요?

Question

안녕하세요

자발적 반응과 비자발적 반응은 에너지 변화 측면에서 어떻게 구별되나요? 엔탈피, 엔트로피, 자유 에너지의 개념을 활용하여 알려주세요

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

자발적 반응과 비자발적 반응은 엔탈피(ΔH), 엔트로피(ΔS), 그리고 깁스 자유 에너지(ΔG)의 변화를 통해 구분됩니다.

깁스 자유 에너지: ΔG = ΔH - TΔS. ΔG < 0이면 자발적 반응, ΔG > 0이면 비자발적 반응입니다.

엔탈피(ΔH): 발열 반응(ΔH < 0)은 자발적일 가능성이 높지만, 흡열 반응(ΔH > 0)도 ΔS와 온도(T)가 크면 자발적이 될 수 있습니다.

엔트로피(ΔS): 엔트로피 증가(ΔS > 0)는 자발성을 촉진합니다. 예를 들어, 흡열 반응도 ΔS가 충분히 크면 ΔG가 음수가 되어 자발적으로 진행됩니다.