Енергія Гіббса (ізобарно-ізотермічний потенціал) - студопедія

В ізобарно-ізотермічних умовах мимовільно протікають ті процеси, в яких зменшується ентальпія системи; при досягненні рівноваги ентальпія мінімальна. Але практичне значення ентальпії як критерію напрямки процесу і рівноваги невелике, так як ентропію безпосередньо виміряти не можна і важко здійснити її сталість.

У закритих і відкритих системах в ході процесу змінюється ентальпія і ентропія, тому тут використовуються іншу характерно змінюється функцію, в якій включені ентальпійного і ентропійна частини рушійної сили процесу.

Різниця цих термодинамічних факторів є функцією стану системи, яку називають ізобарно-ізотермічним потенціалом або вільною енергією Гіббса (G, кДж): # 916; G = # 916; H - T # 916; S

і відображає загальну рушійну силу процесу, яка складається з прагнення системи до зменшення ентальпії і зростання ентропії. Зміна енергії Гіббса (# 8710; G) - міра хімічної спорідненості речовин, узятих в даних співвідношеннях, при даних умовах.

стандартні значення # 8710; G про 298 різних сполук, також як і # 8710; U про 298, і # 8710; H про 298 і S про 298, дані в додатку. # 8710; G про 298, простих речовин, також, як і # 8710; U про 298, і # 8710; H про 298, дорівнюють нулю.

розрахувавши # 8710; Gпроцесса, можна зробити висновок про можливість протікання процесу в прямому напрямку. Мимовільне перебіг процесів можливо за умови убутку в них енергії Гіббса, тобто # 8710; G <0.Если процесс эндотермический, то, согласно формуле ∆ G = ∆Н - Т∆S, он может быть осуществлен при ∆ Н> 0і # 8710; S »0, так щоб

# 8710; S> # 8710; Н, тоді # 8710; G <0. Для низкотемпературных экзотермических реакций ∆Gзависит преимущественно от их тепловых эффектов ∆Н. При переходе к высокотемпературным реакциям повышается роль энтропийного фактора.

Керуючись стандартними значеннями # 8710; G про 298. можна вирішити питання про можливо-

сті здійснення реакції в прямому напрямку. якщо # 8710; G <0 - возможен самопроизвольный процесс в прямом направлении, если ∆G> 0 - мимовільний процес неможливий, тобто реакція термодинамічно заборонена (якщо # 8710; G не більше 80 кДж, реакція може бути здійснена при інших, але не стандартних умовах). Реакція отримання алмазу з графіту нездійсненна в стандартних умовах. Однак, термодинамічні розрахунки показали можливість її протікання при високих температурах і тиску. А ось реакція N2 + 2H2 O → NH4 NO2 - термодинамічно заборонена. У табл. 14 представлені типи реакцій, що розрізняються можливістю та умовами протікання в залежності від характеру зміни # 8710; Н і # 8710; S.