Wat is Gibbs energie?

De spontane aard van processen in open en gesloten systemen wordt beschreven door een speciaal criterium genaamd de Gibbs-energie. Het is een functie van de staat. DU Gibbs, die met thermodynamische systemen werkt, is erin geslaagd het door entropie en enthalpie af te leiden. Gibbs-energie maakt het mogelijk om de richting van de stroom van spontane biologische processen te voorspellen en hun theoretisch haalbare efficiëntie te evalueren.

Als we Gibbs 'conclusies toepassen op de tweede thermodynamische wet, zal de formulering als volgt zijn: voor constante (const) druk en temperatuur zonder externe invloed kan het systeem de spontane stroom van alleen dergelijke processen ondersteunen, waardoor de afname in het energieniveau van Gibbs tot de waarde komt als het een stabiele toestand bereikt minimum. Het evenwicht van elk thermodynamisch systeem betekent de invariatie van deze energie (minimum). Daarom is Gibbs-energie een potentieel (vrij entalpie) in isobarische isothermische systemen. Laat ons uitleggen waarom het minimum is gespecificeerd. Het feit is dat dit een van de belangrijkste postulaten van evenwicht in thermodynamica is: deze staat met de invariatie van temperatuur en druk betekent dat voor de volgende verandering het energieniveau moet worden verhoogd, en dit is alleen mogelijk als sommige externe factoren veranderen.

De letterbenaming is G. Numeriek gelijk aan het verschil tussen de bekende entalpie en de waarde van het product van temperatuur op entropie. Dat wil zeggen, de energie van Gibbs kan uitgedrukt worden met de volgende formule:

G = H - (S * t),

Waar S de entropie van het systeem is; T is de thermodynamische temperatuur; H - entalpie. De entropie van het systeem in deze formule is opgenomen om rekening te houden met het feit dat een hoge temperatuur leidt tot een afname van de bestelde toestand van het systeem (stoornis) en een lage - integendeel.

Aangezien zowel de Gibbs-energie als de enthalpie een van de functies van het systeem in thermodynamica zijn, is het mogelijk om de chemische transformaties te karakteriseren die plaatsvinden door G of H. te veranderen. Als de reactievergelijking en de verandering in Gibbs-energie worden gegeven, wordt het verwezen naar de klasse van thermochemische.

Met betrekking tot deze energie kan de Hess-regel geformuleerd worden: als de druk en temperatuur ongewijzigd zijn, leidt de oprichting van nieuwe stoffen van de initiële (basisreagentia) tot het feit dat de energie in het systeem verandert, terwijl het type reacties optreedt en hun aantal het resultaat niet beïnvloeden.

Aangezien de energie die in het artikel wordt beschreven, een variabele hoeveelheid is, werd het concept van de "standaard Gibbs-energie" ingevoerd om de berekeningen uit te voeren. Deze waarde is aanwezig in elk chemisch referentieboek, numeriek gelijk aan 298 kJ / mol (let op dat de afmeting precies hetzelfde is als voor elke andere molaire energie). Met deze waarde kunt u de verandering voor bijna elk chemisch proces berekenen.

Als er tijdens het chemische reactie op het systeem een extern effect is (werk is gedaan), dan neemt de waarde van Gibbs energie toe. Dergelijke reacties worden aangeduid als endergonische. Bijgevolg, als het systeem zelf werkt, energie uitbrengt, gaat het dus om ex-ergonomische manifestaties.

Het concept van Gibbs-energie heeft grote toepassingen gevonden in de moderne chemie. De synthese van polymeren is bijvoorbeeld gebaseerd op de additie reacties. Wanneer ze worden uitgevoerd, worden meerdere deeltjes in één gecombineerd, terwijl de waarde van entropie afneemt. Op basis van de Gibbs-formule kan men stellen dat een extern optreden (bijvoorbeeld een hoge temperatuur) een dergelijk exotherm additionele reactie kan omkeren, die in de praktijk wordt bevestigd.