Τι είναι η ελεύθερη ενέργεια Gibbs στη χημεία;

Στις πρώτες ημέρες της χημείας, οι χημικοί χρησιμοποίησαν τον όρο "συγγένεια" για να περιγράψουν τη δύναμη που ήταν υπεύθυνη για τις χημικές αντιδράσεις. Στη σύγχρονη εποχή, η συγγένεια ονομάζεται ελεύθερη ενέργεια Gibbs.

Gibbs δωρεάν ενέργεια είναι ένα μέτρο της πιθανότητας αναστρέψιμης ή μέγιστης εργασίας που μπορεί να γίνει από ένα σύστημα με σταθερή θερμοκρασία και πίεση. Είναι ένα θερμοδυναμικός ιδιοκτησία που ορίστηκε το 1876 από τον Josiah Willard Gibbs για να προβλέψει εάν μια διαδικασία θα λάβει χώρα αυθόρμητα σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση. Η ελεύθερη ενέργεια του Gibbs σολ ορίζεται ως

G = Η - Τδ

που H, Τ, και μικρό είναι το ενθαλπία, τη θερμοκρασία και την εντροπία. ο ΣΙ μονάδα για ενέργεια Gibbs είναι το κιλοδύουλ.

Αλλαγές στην ελεύθερη ενέργεια του Gibbs σολ αντιστοιχούν σε αλλαγές στην ελεύθερη ενέργεια για τις διεργασίες με σταθερή θερμοκρασία και πίεση. Η αλλαγή στην ελεύθερη αλλαγή ενέργειας της Gibbs είναι το μέγιστο έργο μη επέκτασης που μπορεί να επιτευχθεί υπό αυτές τις συνθήκες σε ένα κλειστό σύστημα.

Η Gibbs free energyis είναι επίσης γνωστή ως (G), η ελεύθερη ενέργεια του Gibbs, η ενέργεια Gibbs ή η λειτουργία Gibbs. Μερικές φορές ο όρος "ελεύθερη ενθαλπία" χρησιμοποιείται για να το διακρίνει από την ελεύθερη ενέργεια Helmholtz.

Η ορολογία που συνιστά η Διεθνής Ένωση Καθαρής και Εφαρμοσμένης Χημείας (IUPAC) είναι ενέργεια Gibbs ή λειτουργία Gibbs.

Το σημάδι της ενεργειακής τιμής του Gibbs μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να καθοριστεί εάν μια χημική αντίδραση προχωρά αυθόρμητα. Αν το σημάδι για ΔG είναι θετική, πρέπει να εισαχθεί πρόσθετη ενέργεια για να συμβεί η αντίδραση. Αν το σημάδι για ΔG είναι αρνητική, η αντίδραση είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκό και θα συμβεί αυθόρμητα.

Ωστόσο, ακριβώς επειδή μια αντίδραση συμβαίνει αυθόρμητα δεν σημαίνει ότι συμβαίνει γρήγορα. Ο σχηματισμός σκουριάς (οξείδιο σιδήρου) από σίδηρο είναι αυθόρμητος, αλλά συμβαίνει πολύ αργά για να παρατηρηθεί. Η αντίδραση:

ντο_(μικρό)^{διαμάντι} → C_(μικρό)^{γραφίτης}

έχει επίσης αρνητικό ΔG σε 25 ° C και 1 ατμόσφαιρα, αλλά τα διαμάντια δεν φαίνεται να αλλάζουν αυθόρμητα σε γραφίτη.