Spontaniteit

Een spontane reactie is er een die optreedt zonder enige externe tussenkomst onder een bepaalde reeks omstandigheden. Een niet-spontaan proces is een proces dat externe krachten vereist om door te gaan. Spontaniteit wordt beïnvloed door omstandigheden zoals temperatuur en druk.

Het smelten van ijs bij een temperatuur van 0 graden Celsius of lager is bijvoorbeeld niet spontaan;het smelten van ijs bij kamertemperatuur is echter spontaan omdat er geen externe tussenkomst nodig is. Een spontane reactie is meestal in één richting en de omkering ervan vereist een externe kracht om deze als een niet-spontane reactie te laten verlopen. IJs dat bij kamertemperatuur smelt, kan bijvoorbeeld niet spontaan terugvriezen naar zijn oorspronkelijke vorm.

Spontane processen vinden plaats als gevolg van de verspreiding van energie en materie. Als een kolf met een gas via een ventiel is verbonden met een andere lege kolf, zal het openen van het ventiel leiden tot de spontane overdracht van het gas naar de lege kolf, wat zal doorgaan totdat het gas gelijkmatig over beide kolven is verdeeld. Evenzo, als een heet object in koud water wordt geplaatst, zal de warmte van het object spontaan worden overgedragen aan het water totdat de temperatuur van het object en het water een evenwicht bereiken.

Spontaniteit in de thermodynamica geeft niet de snelheid van een proces aan. De reactie kan extreem snel zijn, zoals een zuur-base-neutralisatie, of extreem langzaam, zoals de omzetting van diamanten in grafiet. Denk aan de ontleding van waterstofperoxide in water en zuurstofgas.

De reactie, hoewel spontaan, verloopt zeer langzaam bij kamertemperatuur. Het toevoegen van een katalysator, zoals mangaanoxide, versnelt de reactie en verhoogt daardoor de ontledingssnelheid van waterstofperoxide. Hoewel de katalysator de snelheid van de spontane reactie verhoogt, kan hij er niet voor zorgen dat de niet-spontane omgekeerde reactie spontaan is.