化學(xué)反應(yīng)方向？氧化還原反應(yīng)自發(fā)性的詳細(xì)解釋那么，化學(xué)反應(yīng)方向？一起來了解一下吧。
化學(xué)反應(yīng)方向是指在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)自動進(jìn)行的方向，這一概念無需借助外力即可判斷。化學(xué)反應(yīng)方向的研究對于理解自然界的自發(fā)過程以及指導(dǎo)化學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)都具有重要意義。
焓判據(jù)是指在一定溫度和壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)容易向著放熱的方向進(jìn)行。這是因?yàn)榉艧岱磻?yīng)通常伴隨著體系能量的降低，因此更易于自發(fā)進(jìn)行。例如，甲烷燃燒的反應(yīng)就是一個放熱反應(yīng)，其焓變（ΔH）為負(fù)值，表明該反應(yīng)是一個自發(fā)反應(yīng)。
熵判據(jù)是指在一定溫度和壓強(qiáng)下，化學(xué)反應(yīng)容易向著熵增加的方向進(jìn)行。熵是衡量體系混亂度的物理量，熵值越大，體系的混亂度越高。例如，氣體的擴(kuò)散過程是一個熵增加的過程，因?yàn)闅怏w分子能夠自發(fā)地混合均勻，導(dǎo)致體系的混亂度增加。
自由能判據(jù)是基于焓判據(jù)和熵判據(jù)的一種綜合判據(jù)。在恒溫、恒壓、只做體積功的條件下，如果ΔrG（自由能變化）小于零，則反應(yīng)正向進(jìn)行；如果ΔrG大于零，則反應(yīng)逆向進(jìn)行；如果ΔrG等于零，則化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。
氧化還原反應(yīng)的自發(fā)性還可以通過電極電勢來判斷。如果一個氧化還原反應(yīng)的氧化劑的電勢高于還原劑的電勢，則該反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的。
以二氧化鈦（TiO2）與氯氣（Cl2）反應(yīng)生成四氯化鈦（TiCl4）和氧氣（O2）為例，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：[ TiO_2(s) + 2Cl_2(g) \rightarrow TiCl_4(l) + O_2(g) ][ \Delta H = 161.9 , \text{kJ/mol} ][ \Delta S = -38.4 , \text{J/(mol K)} ]根據(jù)上述公式計算得到的ΔG并不是直接給出是否自發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，需要查表得到TΔS，并結(jié)合ΔH計算得出ΔGr才能確定是否自發(fā)。查表得TΔS=-38.4×298=-1136.32J=-0.113632kJ，所以ΔGr=161.9-0.113632=161.786368kJ/mol>0，因此該反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是不自發(fā)的。但是這個判斷是在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行的，在其他條件下可能有所不同。
以上就是化學(xué)反應(yīng)方向的全部內(nèi)容，氧化還原反應(yīng)自發(fā)性的詳細(xì)解釋。
