Klíčový rozdíl mezi spontánními a nespontánními reakcemi je ten, že spontánní reakce mají negativní Gibbsovu volnou energii, zatímco nespontánní reakce mají pozitivní Gibbsovu volnou energii.
Reakce mohou být buď chemické reakce, nebo biologické reakce. Tyto reakce můžeme rozdělit do dvou kategorií jako spontánní reakce a nespontánní reakce. Nastává spontánní reakce bez jakéhokoli vnějšího vlivu. Ale nespontánní reakce nemohou postupovat bez vnějšího vlivu. Proberme více podrobností o těchto reakcích a zmapujme rozdíl mezi spontánními a nespontánními reakcemi.
Co jsou to spontánní reakce?
Spontánní reakce jsou chemické nebo biologické reakce, které probíhají bez vlivu jakéhokoli vnějšího faktoru. Navíc tyto reakce podporují zvýšení entropie a zároveň snížení entalpie termodynamického systému. Protože tyto reakce nepotřebují žádný vnější faktor, probíhají přirozeně. Proto tyto reakce podporují tvorbu produktů za podmínek, za kterých reakce probíhá. Gibbsova volná energie spontánní reakce je záporná hodnota.
Většina spontánních reakcí probíhá rychle, protože upřednostňuje tvorbu produktů spíše než ponechání reaktantu tak, jak je. Příklad: spalování vodíku. Některé reakce však probíhají extrémně pomalu. Příklad: Přeměna grafitu na diamanty. Navíc u některých reverzibilních reakcí je jeden směr reakce upřednostňován před druhým směrem. Například při tvorbě oxidu uhličitého a vody z kyseliny uhličité je zvýhodněna dopředná reakce; tvorba oxidu uhličitého a vody je spontánní.
H2CO3 ↔ CO2 + H2 O
Co jsou to nespontánní reakce?
Nespontánní reakce jsou chemické nebo biologické reakce, které nemohou proběhnout bez vlivu jakéhokoli vnějšího faktoru. Proto tyto reakce neprobíhají za přirozených podmínek.
Obrázek 01: Porovnání spontánních a nespontánních reakcí
Musíme tedy poskytnout nějaký vnější faktor, aby tyto reakce mohly postupovat. Příklad: můžeme poskytnout teplo, dodat určitý tlak, přidat katalyzátor atd. Navíc je pro tyto reakce pozitivní Gibbsova volná energie.
Téměř všechny nespontánní reakce jsou endotermické; uvolňují energii ven. Tyto reakce doprovázejí pokles entropie. Př.: tvorba oxidu dusnatého (plyn NO) z reakce mezi kyslíkem a dusíkem v naší atmosféře je za normálních teplotních a tlakových podmínek nespontánní. K této reakci však dochází při velmi vysokých teplotách.
Jaký je rozdíl mezi spontánními a nespontánními reakcemi?
Spontánní reakce jsou chemické nebo biologické reakce, které probíhají bez vlivu jakéhokoli vnějšího faktoru. Upřednostňují zvýšení entropie a zároveň snížení entalpie termodynamického systému. Navíc Gibbsova volná energie spontánní reakce je záporná hodnota. Zatímco nespontánní reakce jsou chemické nebo biologické reakce, které nemohou probíhat bez vlivu jakéhokoli vnějšího faktoru. Za normálních podmínek neupřednostňují zvýšení entropie nebo snížení entalpie. Kromě toho je Gibbsova volná energie nespontánní reakce pozitivní hodnotou.
Shrnutí – Spontánní vs Nespontánní reakce
Všechny reakce patří ke dvěma typům reakcí, jako jsou spontánní reakce a nespontánní reakce. Rozdíl mezi spontánními a nespontánními reakcemi je ten, že spontánní reakce mají negativní Gibbsovu volnou energii, zatímco nespontánní reakce mají pozitivní Gibbsovu volnou energii.
