反応系と外界を含めたエントロピー、反応の進む向き
Perfilado de sección
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反応系の原形にはH2とO2、生成形にはH2Oが存在します（下図）。生成形と原形を含めた反応系の束縛エネルギー変化は、T・⊿S【生成形】―【原形】です（下図では、T・⊿S系と表示）。 この反応が起こると、反応熱（⊿Q）が外界に伝わります。外界を含めて考えると、外界は熱⊿Qをうけとっているので、外界のエントロピーは⊿Q／T増えました。 ただし、外界は十分に大きく、反応前後で外界を含めた温度Tは変わりません。
反応系と外界を含めた全体のエントロピー変化を⊿S全体とすると、
⊿S全体 ＝ ⊿S【生成形】-【原形】 + ⊿Q／T
が成り立つ。この外界を含めた系は十分大きくて温度変化がないので、断熱系とみなせる。つまり、この系では、エントロピーが増大（S全体＞0 ）するのです。
エントロピー増大の条件を課すと、⊿S全体 ＝ ⊿S【生成形】-【原形】 + ⊿Q／T ＞ 0 ①
これに、先に求めた以下の式を代入する。
⊿H【生成形】－【原形】＝T⊿S【生成形】－【原形】＋ ⊿G【生成形】－【原形】
→ T⊿S【生成形】－【原形】＝⊿H【生成形】－【原形】－ ⊿G【生成形】－【原形】
→ ⊿S【生成形】－【原形】＝⊿H【生成形】－【原形】／T－ ⊿G【生成形】－【原形】／T
①の⊿Sに代入
⊿H【生成形】－【原形】／T － ⊿G【生成形】－【原形】／T ＋⊿Q／T ＞ 0 ②
エンタルピー変化と反応熱（-⊿Q）が等しく(⊿H【生成形】－【原形】＝－⊿Q)、T>0なので、
（－⊿Qのマイナス符号は、系からみると熱を失っているから。）
②は、⊿H【生成形】－【原形】／T － ⊿G【生成形】－【原形】／T －⊿H【生成形】－【原形】／T ＞ 0
－⊿G【生成形】－【原形】＞ 0
つまり、
⊿G【生成形】－【原形】＜ 0 の向きに反応が進む
化学反応が平衡にある条件とは、反応系と外界を含めたエントロピーが変化しない場合である。つまり、以下の条件が成り立ちます。
⊿G【生成形】－【原形】＝ 0
次のコースでは、この条件式と熱力学関数を合わせて、先に扱った、化学平衡の条件式を導きます。
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