自発性

自発的な反応とは、特定の条件下で外部からの介入なしに発生する反応です。非自発的なプロセスとは、進行するために外部の力を必要とするプロセスです。

自発性は、温度や圧力などの条件の影響を受けます。

例えば、0°C以下の温度での氷の融解は自然発生的ではありませんが、室温での氷の融解は、外部からの介入を必要としないため自然発生的です。

自発的な反応は通常一方向であり、その逆転は非自発的な反応として進行させるためには外力を必要とします。例えば、室温で溶けた氷は、自然に凍って元の形に戻ることはできません。

自発的なプロセスは、エネルギーと物質の分散によって発生します。ガスを含むフラスコがバルブを介して別の空のフラスコに接続されている場合、バルブを開くと、ガスが空のフラスコに自発的に移動し、ガスが両方のフラスコに均等に分配されるまで続きます。

同様に、高温の物体を冷水に入れると、物体からの熱は、物体と水の温度が平衡に達するまで自然に水に伝達されます。

熱力学における自発性は、プロセスの速度を示すものではありません。反応は、酸塩基の中和のように非常に速い場合もあれば、ダイヤモンドからグラファイトへの変換のように非常に遅い場合もあります。

過酸化水素の水と酸素ガスへの分解を考えてみましょう。反応は自発的ですが、室温では非常にゆっくりと進行します。酸化マンガンなどの触媒を添加すると、反応が加速し、過酸化水素の分解速度が増加します。

触媒は自発的な反応の速度を高めますが、非自発的な逆反応を自発的にすることはできません。