Самопроизвольные химические реакции могут происходить даже при отрицательном значении стандартного изменения энтропии (ΔS°). Это связано с тем, что такие реакции могут быть термодинамически благоприятными благодаря значительному снижению энергии Гиббса (ΔG°). Рассмотрим пример реакции, где стандартное изменение энтропии меньше нуля.

Пример реакции:

Одним из классических примеров является реакция образования воды из водорода и кислорода:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

Шаги анализа:

1. Определение состояния веществ:
   • Водород (H2) и кислород (O2) находятся в газообразном состоянии.
   • Вода (H2O) в данном случае образуется в жидком состоянии.
2. Изменение количества частиц:
   • Сначала у нас 3 молекулы газа (2 молекулы H2 и 1 молекула O2).
   • После реакции образуется 2 молекулы жидкости (H2O).
3. Изменение энтропии:
   • Поскольку в ходе реакции происходит переход от газообразного состояния к жидкому, это приводит к уменьшению беспорядка (энтропии) системы.
   • Таким образом, стандартное изменение энтропии (ΔS°) будет отрицательным.
4. Термодинамика реакции:
   • Несмотря на отрицательное значение ΔS°, реакция может происходить самопроизвольно, если ΔH° (изменение энтальпии) достаточно отрицательно, что приводит к отрицательному значению ΔG° (изменение энергии Гиббса).

Таким образом, реакция образования воды из водорода и кислорода является примером самопроизвольной реакции, для которой стандартное изменение энтропии меньше нуля.