Na początku chemii chemicy używali terminu „powinowactwo” do opisania siły odpowiedzialnej za reakcje chemiczne. W epoce nowożytnej powinowactwo nazywa się darmową energią Gibbsa.
Definicja
Gibbs Darmowa energia jest miarą potencjału pracy odwracalnej lub maksymalnej, którą może wykonać system w stałej temperaturze i ciśnieniu. To jest termodynamiczny właściwość, która została zdefiniowana w 1876 r. przez Josiaha Willarda Gibbsa, aby przewidzieć, czy proces zachodzi spontanicznie w stałej temperaturze i ciśnieniu. Darmowa energia Gibbs sol jest zdefiniowany jako
G = H - TS
gdzie H., T., i S. są entalpia, temperatura i entropia. The SI jednostką energii Gibbsa jest kilodżul.
Zmiany w darmowej energii Gibbsa sol odpowiadają zmianom darmowej energii dla procesów o stałej temperaturze i ciśnieniu. Zmiana zmiany energii swobodnej Gibbs to maksymalna praca nierozprężeniowa możliwa do uzyskania w tych warunkach w systemie zamkniętym; ΔG jest ujemny dla procesy spontaniczne, pozytywny dla procesy spontanicznei zero dla procesów w równowadze.
Energia swobodna Gibbsa jest również znana jako (G), energia swobodna Gibbsa, energia Gibbsa lub funkcja Gibbsa. Czasami używa się terminu „entalpia swobodna” w celu odróżnienia go od darmowej energii Helmholtza.
Terminologia zalecana przez Międzynarodowe Zrzeszenie Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) to energia Gibbsa lub funkcja Gibbsa.
Pozytywna i negatywna darmowa energia
Znak wartości energii Gibbsa można wykorzystać do ustalenia, czy reakcja chemiczna zachodzi spontanicznie. Jeśli znak dla ΔG jest dodatnia, aby wystąpiła reakcja, należy wprowadzić dodatkową energię. Jeśli znak dla ΔG jest ujemny, reakcja jest termodynamicznie korzystne i wystąpią spontanicznie.
Jednak fakt, że reakcja zachodzi spontanicznie, nie oznacza, że zachodzi szybko. Tworzenie się rdzy (tlenku żelaza) z żelaza jest spontaniczne, ale zachodzi zbyt wolno, aby zaobserwować. Reakcja:
do(s)diament → C.(s)grafit
ma również negatywne ΔG w 25 ° C i 1 atmosferze, jednak diamenty nie wydają się spontanicznie zmieniać w grafit.