To eksempler på endoterme processer, der er spontane

Spontane reaktioner opstår uden nogen netindgang af energi. Mange faktorer påvirker, om en reaktion er spontan, herunder om reaktionen er eksoterm eller endoterm. Eksoterme reaktioner, der resulterer i forøget lidelse eller entropi, vil altid være spontane. På den anden side er endoterme reaktioner, der resulterer i en stigning i rækkefølge, aldrig spontane. Ikke desto mindre er en række reaktioner, der involverer opløsning eller blanding af visse forbindelser, både spontane og endoterme.

Enthalpy og Entropy

Ændringer i entalpier og entropi er to mængder, der påvirker spontaniteten af ​​en reaktion. Ændringen i entalpi af en reaktion kan generelt forstås som forandringen i varme af en reaktion. Hvis denne ændring er negativ, afgiver systemet varmeenergi; reaktionen er eksoterm. Hvis ændringen i entalpier er positiv absorberer systemet varmeenergi; reaktionen er endotermisk. En anden faktor, der påvirker spontanitet, er en reaktionens ændring i entropi. Entropi er et begreb, der bruges til at beskrive tilfældighed eller lidelse. Hvis der er en stigning i lidelse, er ændringen i entropi positiv. Hvis der er et fald i sygdommen, er ændringen i entropi negativ.

Gibbs Free Energy

Den mængde, der definerer om en reaktion er spontan kaldes Gibbs fri energi. Gibbs frie energi beregnes ved at subtrahere produktet af et systemets temperatur og ændringen i entropi fra systemets ændring i entalpier. (Ordet "system" kan erstattes af ordet "reaktion.") Hvis dette resultat er negativt, er reaktionen spontan. For at en endoterm reaktion skal være spontan, skal produktets temperatur og ændring i entropi derfor være større end forandringen i entalpier.

Oploesning af ammoniumnitrat

Når salt ammoniumnitrat opløses i vand, det forbruger varme fra omgivelserne; dette er en endoterm proces. Beholderen og omgivelserne kan føle sig meget kolde, når det sker. Af denne grund anvendes ammoniumnitrat i kolde pakninger. I denne proces er ændringen i entalpier positiv. Ændringen i entropi er imidlertid også positiv; systemet bliver mere uorden. Denne ændring i entropi er stor nok til, at det matematiske produkt af temperaturen og forandringen i entropi i Gibbs frie energiforbrug er større end ændringen i entalpy. Derfor er Gibbs frie energi negativ, og reaktionen er spontan.

Bariumhydroxid og ammoniumthiocyanat

Reaktionen mellem fast bariumhydroxid-octahydrat og fast ammoniumthiocyanat er endotermt og spontant. To af produkterne i denne reaktion er ammoniakgas og flydende vand. Disse faser ændres fra fast til både gas og væske giver reaktionen en positiv ændring i entropi. Systemets lidelse øges på grund af disse ændringer - gasser og væsker har mere lidelse end faste stoffer. Igen overvinder denne stigning i lidelse forandringen i entalpier, og reaktionen er spontan.