Regne ut ΔG
For en reaksjon er ΔH = +30 kJ/mol (tar opp varme) og ΔS = +120 J/(mol·K). Først gjør vi om entropien til kJ: 120 J/(mol·K) = 0,120 kJ/(mol·K).
Ved 25 °C (298 K): ΔG = 30 - 298 · 0,120 = 30 - 35,8 = -5,8 kJ/mol. ΔG er negativ, så reaksjonen er spontan. Ved 0 °C (273 K): ΔG = 30 - 273 · 0,120 = 30 - 32,8 = -2,8 kJ/mol, fortsatt spontan, men så vidt. Lavere temperatur svekker den positive entropieffekten, og vi kan finne temperaturen der ΔG = 0 og reaksjonen vipper: T = ΔH / ΔS = 30 / 0,120 = 250 K.
Slik uttrykker du det
Jeg gjør entropien om til kJ og setter inn i ΔG = ΔH - T·ΔS. Ved 298 K: 30 - 298 · 0,120 = -5,8 kJ/mol, altså spontan fordi ΔG er negativ. Vippepunktet finner jeg der ΔG = 0, det gir T = ΔH / ΔS = 30 / 0,120 = 250 K, så over 250 K går reaksjonen av seg selv.
Negativ ΔG betyr spontan, og ΔG = 0 gir vippetemperaturen.
Når temperaturen avgjør
Når ΔH og ΔS har samme fortegn, bestemmer temperaturen om reaksjonen går. Er begge positive, blir reaksjonen spontan først ved høy nok temperatur, slik som i eksempelet over. Er begge negative, er reaksjonen spontan ved lav temperatur, men slutter å være det når det blir varmt nok. Smelting av is er et hverdagslig tilfelle: positiv ΔH og positiv ΔS, spontan over 0 °C, ikke under.
Slik uttrykker du det
Når ΔH og ΔS har samme fortegn, er det temperaturen som avgjør. Med begge positive trengs høy temperatur for at reaksjonen skal bli spontan, med begge negative trengs lav temperatur. Smelting av is har positiv ΔH og positiv ΔS, derfor smelter is over 0 °C, men ikke under.
Samme fortegn på ΔH og ΔS gjør spontaniteten temperaturstyrt.
(H) handler om varme: en reaksjon som avgir varme har negativ entalpiendring, altså ΔH mindre enn null. (S) handler om uorden eller antall mulige tilstander: gass har høyere entropi enn væske, og en oppløsning har høyere entropi enn et fast salt. En reaksjon som lager flere gassmolekyler eller løser opp et fast stoff, øker entropien, altså ΔS større enn null.
binder disse sammen: ΔG = ΔH - T·ΔS. Er ΔG negativ, er reaksjonen spontan ved den temperaturen. Temperaturen T avgjør hvor mye entropileddet veier.