Het belangrijkste verschil tussen enthalpie en entropie is dat enthalpie de warmteoverdracht is die plaatsvindt onder een constante druk, terwijl entropie een idee geeft van de willekeur van een systeem.
Voor de studiedoeleinden in de chemie verdelen we het universum in tweeën als systeem en omgeving. Op elk moment is het deel dat we gaan bestuderen het systeem, en de rest is eromheen. Enthalpie en entropie zijn twee termen die de reacties beschrijven die plaatsvinden in een systeem en de omgeving. Zowel enthalpie als entropie zijn thermodynamische toestandsfuncties.
Wat is enthalpie?
Wanneer een reactie plaatsvindt, kan deze warmte absorberen of ontwikkelen, en als we de reactie bij constante druk uitvoeren, noemen we dit de enthalpie van de reactie. We kunnen de enthalpie van moleculen echter niet meten. Daarom moeten we de verandering in enthalpie tijdens een reactie meten. We kunnen de enthalpieverandering (∆H) voor een reactie bij een bepaalde temperatuur en druk verkrijgen door de enthalpie van reactanten af te trekken van de enthalpie van producten. Als deze waarde negatief is, is de reactie exotherm. Als de waarde positief is, is de reactie endotherm.
Figuur 01: Relatie tussen enthalpieverandering en faseverandering
De verandering in enthalpie tussen een paar reactanten en producten is onafhankelijk van het pad ertussen. Bovendien hangt enthalpieverandering af van de fase van de reactanten. Wanneer de zuurstof- en waterstofgassen bijvoorbeeld reageren om waterdamp te produceren, is de enthalpieverandering -483,7 kJ. Wanneer dezelfde reactanten echter reageren om vloeibaar water te produceren, is de enthalpieverandering -571.5 kJ.
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (g); ∆H=-483,7 kJ
2H2 (g) +O2 (g) → 2H2O (l); ∆H=-571.7 kJ
Wat is entropie?
Sommige dingen gebeuren spontaan, andere niet. Warmte zal bijvoorbeeld van een heet lichaam naar een koeler lichaam stromen, maar we kunnen het tegenovergestelde niet waarnemen, ook al schendt het de regel van behoud van energie niet. Wanneer er een verandering optreedt, blijft de totale energie constant maar wordt anders verdeeld. We kunnen de richting van verandering bepalen door de verdeling van energie. Een verandering is spontaan als deze leidt tot meer willekeur en chaos in het universum als geheel. We kunnen de mate van chaos, willekeur of verspreiding van energie meten door een toestandsfunctie; we noemen het de entropie.
Figuur 02: Een diagram dat de verandering in entropie met warmteoverdracht toont
De tweede wet van de thermodynamica is gerelateerd aan entropie, en er staat: "de entropie van het universum neemt toe in een spontaan proces." Entropie en de hoeveelheid opgewekte warmte hangen met elkaar samen door de mate waarin het systeem energie gebruikte. In feite hangt de hoeveelheid entropieverandering of extra wanorde veroorzaakt door een bepaalde hoeveelheid warmte q af van de temperatuur. Als het al erg warm is, zorgt een beetje extra warmte niet voor veel meer wanorde, maar als de temperatuur erg laag is, zal dezelfde hoeveelheid warmte een dramatische toename van wanorde veroorzaken. Daarom kunnen we het als volgt schrijven: (waarbij ds wordt veranderd in entropie, dq wordt veranderd in warmte en T is temperatuur.
ds=dq/T
Wat is het verschil tussen enthalpie en entropie?
Enthalpie en entropie zijn twee verwante termen in de thermodynamica. Het belangrijkste verschil tussen enthalpie en entropie is dat enthalpie is dat de warmteoverdracht plaatsvindt in een constante druk, terwijl entropie een idee geeft van de willekeur van een systeem. Bovendien heeft enthalpie betrekking op de eerste wet van de thermodynamica, terwijl entropie betrekking heeft op de tweede wet van de thermodynamica. Een ander belangrijk verschil tussen enthalpie en entropie is dat we enthalpie kunnen gebruiken om de verandering in energie van het systeem na reactie te meten, terwijl we entropie kunnen gebruiken om de mate van wanorde van het systeem na de reactie te meten.
Samenvatting – Enthalpie versus entropie
Enthalpie en entropie zijn thermodynamische termen die we vaak gebruiken bij chemische reacties. Het belangrijkste verschil tussen enthalpie en entropie is dat enthalpie is dat de warmteoverdracht plaatsvindt in een constante druk, terwijl entropie een idee geeft van de willekeur van een systeem.
