a) Dấu ΔS của phản ứng A → B
- Phản ứng A → B xảy ra đến cùng: Điều này cho thấy sản phẩm B ở trạng thái ổn định hơn so với chất phản ứng A.
- Tính tự phát của phản ứng: Phản ứng xảy ra tự phát, nghĩa là entropy của hệ tăng lên.
- Kết luận: ΔS của phản ứng A → B là dương (ΔS > 0).
b) Dấu ΔG của phản ứng B → A ở nhiệt độ T
Mối liên hệ giữa ΔG, ΔH và ΔS: ΔG = ΔH - TΔS
- ΔH: Biến thiên enthalpy (nhiệt phản ứng)
- ΔS: Biến thiên entropy
- T: Nhiệt độ tuyệt đối
Phân tích:
- Phản ứng A → B là phản ứng thu nhiệt, vậy ΔH của phản ứng này dương (ΔH > 0).
- Do đó, ΔH của phản ứng ngược (B → A) sẽ âm (ΔH < 0).
- Ta đã chứng minh được ΔS của phản ứng A → B dương, vậy ΔS của phản ứng B → A sẽ âm (ΔS < 0).
- Với ΔH < 0 và ΔS < 0, dấu của ΔG sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ T.
- Ở nhiệt độ T (nhiệt độ mà phản ứng A → B xảy ra đến cùng), để phản ứng B → A không xảy ra (tức là không tự phát), thì ΔG phải dương (ΔG > 0).
Kết luận: Tại nhiệt độ T, ΔG của phản ứng B → A là dương (ΔG > 0).
c) Khả năng diễn ra phản ứng B → A ở nhiệt độ thấp
Phân tích:
- Khi giảm nhiệt độ (T giảm), giá trị tuyệt đối của TΔS sẽ giảm.
- Với ΔH < 0 và ΔS < 0, khi T giảm đủ nhỏ, giá trị của TΔS sẽ nhỏ hơn giá trị tuyệt đối của ΔH.
- Do đó, ΔG = ΔH - TΔS sẽ trở thành âm (ΔG < 0).
- Khi ΔG < 0, phản ứng tự phát.
Kết luận: Ở nhiệt độ thấp, phản ứng B → A có thể xảy ra tự phát (ΔG < 0).