Ποιες πληροφορίες δίνουν η Gibbs Free Energy σχετικά με μια αντίδραση;
1. Αυθορμητισμός μιας αντίδρασης:
* αρνητική ΔG: Η αντίδραση είναι αυθόρμητη (Exergonic) υπό τις δεδομένες συνθήκες. Αυτό σημαίνει ότι η αντίδραση θα προχωρήσει όπως γράφεται χωρίς εξωτερική παρέμβαση, απελευθερώνοντας την ελεύθερη ενέργεια.
* θετική ΔG: Η αντίδραση είναι μη-νησί (Endergonic) υπό τις δεδομένες συνθήκες. Η αντίδραση δεν θα συμβεί από μόνη της και απαιτεί την ενεργειακή εισροή για να προχωρήσει.
* ΔG =0: Η αντίδραση είναι σε ισορροπία . Δεν υπάρχει καθαρή αλλαγή στις ποσότητες των αντιδραστηρίων και των προϊόντων.
2. Μέγιστη εργασία:
* Το ΔG αντιπροσωπεύει τη μέγιστη ποσότητα χρήσιμη εργασία που μπορεί να ληφθεί από μια αντίδραση υπό σταθερή θερμοκρασία και πίεση. Αυτό το έργο μπορεί να είναι μηχανικό, ηλεκτρικό ή χημικό.
3. Παράγοντες που επηρεάζουν τον αυθορμητισμό:
* Ενθαλπία (ΔH): Οι εξωθερμικές αντιδράσεις (ΔH <0) τείνουν να είναι αυθόρμητες, ενώ οι ενδοθερμικές αντιδράσεις (ΔH> 0) τείνουν να είναι μη-νησί.
* εντροπία (ΔS): Οι αντιδράσεις που αυξάνουν τη διαταραχή του συστήματος (ΔS> 0) τείνουν να είναι αυθόρμητες, ενώ εκείνες που μειώνουν τη διαταραχή (ΔS <0) τείνουν να είναι μη-άποψη.
4. Εξάρτηση θερμοκρασίας:
* Η εξίσωση για Gibbs Free Energy: ΔG =ΔH - TΔS . Αυτό δείχνει ότι η θερμοκρασία (t) μπορεί να επηρεάσει τον αυθορμητισμό μιας αντίδρασης. Για τις ενδοθερμικές αντιδράσεις, η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να τις κάνει αυθόρμητες. Για τις εξώθερμες αντιδράσεις, η αύξηση της θερμοκρασίας μπορεί να τις κάνει λιγότερο αυθόρμητες.
Συνοπτικά:
Το Gibbs Free Energy είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για την κατανόηση της κατεύθυνσης, της σκοπιμότητας και των ενεργειακών παραμέτρων των χημικών αντιδράσεων. Μας βοηθά να προβλέψουμε αν μια αντίδραση θα συμβεί αυθόρμητα, πόση εργασία μπορεί να εκτελέσει και πώς επηρεάζει τη θερμοκρασία της συμπεριφοράς της.
