Avainero Gibbsin vapaan energian ja normaalin vapaan energian välillä on se, että Gibbsin vapaa energia riippuu koeolosuhteista, kun taas standardi vapaa energia kuvaa Gibbsin vapaata energiaa reaktanteille ja tuotteille, jotka ovat normaalitilassaan.
Termit Gibbsin vapaa energia ja standardi vapaa energia ovat yleisiä fysikaalisessa kemiassa. Molemmat termit antavat lähes samanlaisen idean pienellä erolla. Ainoa ero Gibbsin vapaan energian ja tavallisen vapaan energian välillä on niiden koeolosuhteissa, kuten lämpötilassa ja paineessa. Puhutaanpa tarkemmin näistä ehdoista.
Mitä on Gibbs Free Energy?
Gibbsin vapaa energia on termodynaaminen määrä, joka on yhtä suuri kuin (järjestelmän tai prosessin) entalpia miinus entropian ja absoluuttisen lämpötilan tulo. Tämän symboli on "G". se yhdistää järjestelmän entalpian ja entropian yhdeksi arvoksi. Voimme merkitä tämän energian muutosta "∆G". Tämä muutos voi määrittää kemiallisen reaktion suunnan vakiolämpötilassa ja vakiopaineessa.
Lisäksi, jos ∆G:n arvo on positiivinen, se on ei-spontaani reaktio, kun taas negatiivinen ∆G osoittaa spontaanin reaktion. Termin Gibbs free energy kehitti Josiah Willard Gibbs (1870). Tämän määrän yhtälö on seuraava:
Kuva 01: Gibbsin vapaan energian yhtälö, jossa G on Gibbsin vapaa energia, H on entalpia, T on absoluuttinen lämpötila ja S on entropia
Mikä on normaali ilmainen energia?
Vakioenergia on termodynaaminen suure, joka antaa Gibbsille vapaata energiaa normaaleissa koeolosuhteissa. Tämä tarkoittaa, että termodynaamisen järjestelmän energian nimeämiseksi standardi vapaaksi energiaksi, kyseisen järjestelmän lähtöaineiden ja tuotteiden tulee olla standardiolosuhteissa. Useimmiten seuraavat vakiotilat ovat voimassa.
- Kaasut: 1 atm osapaine
- Puhtaat nesteet: neste, jonka kokonaispaine on 1 atm
- Liuoneet: tehokas pitoisuus 1 M
- Kiinteät aineet: puhdas kiinteä aine alle 1 atm:n paineessa
Yleensä termodynaamisen järjestelmän normaali lämpötila on 298,15 K (tai 25◦C) useimmissa käytännön tarkoituksissa, koska teemme kokeita tässä lämpötilassa. Mutta tarkka vakiolämpötila on 273 K (0 ◦C).
Mitä eroa on Gibbs Free Energyn ja Standard Free Energyn välillä?
Gibbsin vapaa energia on termodynaaminen määrä, joka on yhtä suuri kuin (järjestelmän tai prosessin) entalpia miinus entropian ja absoluuttisen lämpötilan tulo. Vielä tärkeämpää on, että laskemme tämän määrän kokeen todelliselle lämpötilalle ja paineelle. Standardi vapaa energia on termodynaaminen suure, joka antaa Gibbsille vapaata energiaa normaaleissa koeolosuhteissa. Tämä on avainero Gibbsin ilmaisen energian ja tavallisen vapaan energian välillä. Vaikka standardi vapaa energia on samanlainen kuin ajatus Gibbsin vapaasta energiasta, laskemme sen vain termodynaamisille järjestelmille, joissa on lähtöaineita ja tuotteita vakiotilassaan.
Yhteenveto – Gibbs Free Energy vs Standard Free Energy
Sekä Gibbsin vapaa energia että standardi vapaa energia kuvaavat lähes samanlaista termodynamiikkaa. Ero Gibbsin vapaan energian ja normaalin vapaan energian välillä on se, että Gibbsin vapaa energia riippuu koeolosuhteista, kun taas standardi vapaa energia kuvaa Gibbsin vapaata energiaa reaktanteille ja tuotteille, jotka ovat standarditilassaan.
