Hva er Gibbs fri energi?

Mest sannsynlig er de første kjemiske reaksjoner man studert i skole beveges i en retning; for eksempel eddik hellet i natron for å lage en "vulkan". I virkeligheten bør de fleste reaksjoner bli illustrert med en pil som peker i hver retning, noe som betyr at reaksjonen kan gå begge veier. Konstatere Gibbs fri energi av et system tilbyr en måte å bestemme hvorvidt en pil er mye større enn det andre; det vil si, ikke reaksjonen nesten alltid gå i en retning, eller de er begge i nærheten av samme størrelse? I det sistnevnte tilfelle er like sannsynlig å gå en vei som den andre reaksjonen. De tre kritiske faktorer ved beregning av Gibbs fri energi er entalpi, entropi og temperatur.

entalpi

Entalpi er et mål på hvor mye energi som inneholdes i et system. En primær komponent i entalpi er indre energi, og energien fra den tilfeldige bevegelse av molekyler. Entalpi er heller ikke den potensielle energien i molekylære bindinger eller den kinetiske energien til et bevegelig system. Molekylene i et fast trekk mye mindre enn de av en gass, slik at det faste stoffet inneholder mindre entalpi. De andre faktorene ved beregning entalpi er trykket og volumet av systemet, noe som er mest viktig i en gass-system. Enthalphy endres når du jobber på et system, eller hvis du vil legge til eller trekke fra varme og / eller rolle.

Entropy

Man kan tenke på entropi som et mål på den termiske energien til et system eller som et mål for forstyrrelsen i systemet. For å se hvordan de to er i slekt, tenk om et glass vann som fryser. Når du tar varmeenergi fra vannet, blir molekylene som ble beveger seg fritt og tilfeldig låst i en solid og meget bestilte is krystall. I dette tilfelle, endring i entropi for systemet var negativ; det ble mindre uoversiktlig. På nivået av universet, er entropi øker alltid.

Forholdet til temperatur

Entalpi og entropi er påvirket av temperatur. Hvis du legger varme til systemet vil du øke både entropi og entalpi. Temperatur er også inkludert som en selvstendig faktor i beregning Gibbs fri energi. Man beregne endringen i Gibbs fri energi ved å multiplisere den temperatur ved endringen i entropi, og subtrahere produktet fra endringen i entalpi for systemet. Fra dette, kan du se at temperaturen kan dramatisk endre Gibbs fri energi.

Relevans i kjemiske reaksjoner

Å kunne beregne Gibbs fri energi er viktig fordi du kan bruke den til å finne ut hvor sannsynlig en reaksjon er å skje. Negativ entalpi og positiv entropi favorisere en reaksjon fremover. Positiv entalpi og negativ entropi ikke favorisere en reaksjon fremover; disse reaksjonene vil gå i motsatt retning, uavhengig av temperatur. Når en faktor favoriserer reaksjonen, og den andre ikke, temperatur bestemmer hvilken retning reaksjonen vil gå. Dersom endringen i Gibbs fri energi er negativ, vil reaksjonen gå fremover; hvis det er positivt, vil det gå i revers. Når det er null, er reaksjonen ved likevekt.