Universalclimate.com

Vad är Gibbs fria energi?

Vad är Gibbs fria energi?

Troligtvis de första kemiska reaktioner du studerat i skolan flyttade i en riktning; exempelvis vinäger hälls i bakpulver att göra en "vulkan". I själva verket bör de flesta reaktioner illustreras med en pil som pekar i varje riktning, vilket innebär att reaktionen kunde gå båda hållen. Fastställa Gibbs fria energi i ett system erbjuder ett sätt att avgöra om en pil är mycket större än den andra. dvs, gör reaktionen nästan alltid gå i en riktning, eller är de är båda nära samma storlek? I det senare fallet är reaktionen precis lika sannolikt att gå en väg som de andra. De tre kritiska faktorerna i beräkningen av Gibbs fria energi är enthalpy, entropi och temperatur.

Enthalpy

Enthalpy är ett mått på hur mycket energi det finns i ett system. En primär del av enthalpy är inre energi, eller energin från slumpmässiga rörelsen av molekyler. Enthalpy är den potentiella energin av molekylär obligationer och inte heller den kinetic energin av ett rörligt system. Molekylerna i en solid flytta mycket mindre än de av gas, så att fast har mindre enthalpy. De andra faktorerna att beräkna enthalpy är trycket och volymen av systemet, som är viktigast i en gassystem. Enthalphy ändras när du arbetar på ett system, eller om du lägger till eller subtrahera värme och/eller fråga.

Entropi

Du kan tänka på entropi som ett mått på den termiska energin för ett system eller som ett mått på störning i systemet. För att se hur två är relaterade, tycker om ett glas vatten som fryser. När du tar värmeenergi bort från vattnet, blivit molekylerna som gick fritt och slumpmässigt inlåst i en solid och mycket beställde ice crystal. I det här fallet var den entropi för systemet negativa. Det blev mindre störda. På nivån av universum ökar entropi alltid.

Relation till temperatur

Enthalpy och entropi påverkas av temperaturen. Om du lägger till värme i systemet kommer du öka både entropi och enthalpy. Temperaturen ingår också som en oberoende faktor vid beräkning av Gibbs fria energi. Du beräkna ändringen i Gibbs fria energi genom att multiplicera temperaturen med förändringen i entropi, och subtrahera produkten från förändringen i enthalpy för systemet. Från detta, kan du se att temperaturen kan dramatiskt ändra Gibbs fria energi.

Av betydelse i kemiska reaktioner

Att kunna beräkna Gibbs fria energi är viktigt eftersom du kan använda det hur sannolikt en reaktion är att inträffa. Negativa enthalpy och positiva entropi för en reaktion framöver. Positiva enthalpy och negativ entropi gynnar inte en reaktion framöver; dessa reaktioner kommer att gå i omvänd riktning, oavsett temperatur. När en faktor gynnar reaktionen och den andra inte, bestämmer temperatur vilken riktning reaktionen kommer att gå. Om ändringen i Gibbs fria energi är negativ kommer att reaktion gå framåt. om det är positivt, kommer det gå i omvänd ordning. När det är noll, är reaktionen vid jämvikt.