L' energia libera di Gibbs o l'entalpia libera sono usate in chimica per spiegare se una reazione accadrà spontaneamente o meno . Per calcolare l'energia libera di Gibbs si può basare su: l'aumento o la diminuzione dell'entropia associata alla reazione e la somma del calore richiesto o rilasciato da essa. Questa energia è rappresentata dalla lettera maiuscola G. Il pioniere dell'energia di Gibbs fu il fisico americano Josiah Willard Gibbs che fornì le basi teoriche della termodinamica.
Le procedure a cui sono associate reazioni chimiche hanno alcune importanti misure poiché si studia se una reazione si verifica spontaneamente o se è necessaria una certa interazione con l'ambiente circostante e si chiama non spontanea. Una reazione ha associato entalpia ed entropia nel tempo necessario.
L'entalpia è una grandezza della termodinamica rappresentata dalla lettera maiuscola H e descrive la quantità di energia che un sistema scambia con il suo ambiente, e l'entropia è la grandezza della termodinamica che mostra il livello di disordine molecolare in un sistema.
Misurazioni importanti nell'energia di Gibbs per calcolare se una reazione si verifica spontaneamente o no. Ad esempio: la variazione di entalpia (ΔH) che spiega se le reazioni sono endotermiche o esotermiche ; se sono endotermici ΔH sarà maggiore di zero, il contrario di esotermico sarà inferiore a zero.
Un'altra misura è la variazione di entropia (ΔS); la variazione di entropia aumenta nelle procedure spontanee e diminuisce nelle procedure non spontanee.
Ma la misura più importante per risolvere se le procedure chimiche sono spontanee o meno è la variazione di energia libera ΔH di Gibbs, poiché misura l'attività vera e sicura affinché una reazione esegua una trasformazione in condizioni ferme di temperatura e pressione. La differenza di energia libera viene calcolata in base alla reazione:
ΔG = ΔH - T.ΔS
Il simbolo per T è la temperatura assoluta in gradi K. L'unità sarà rappresentata in Joules (J) o Kilojoules (Kj).
La variazione di energia libera di Gibbs come qualsiasi misura della termodinamica (ΔH o ΔS), viene calcolata come la differenza tra la somma del ΔG dei prodotti moltiplicata per il numero di moli e la somma dei reagenti ΔG moltiplicato per il numero di moli. La talpa è l'unità con cui viene misurata la quantità di sostanza .
Il ΔG può anche essere calcolato attraverso la costante di equilibrio della reazione. Nell'associazione:
ΔG ° = - RT (ln K)
La rappresentazione di ° si riferisce alle condizioni standard che sono l' atmosfera e a 25 ° o 298 K di temperatura. Il ΔG viene calcolato come segue quando le condizioni non sono standard:
ΔG = ΔG ° - RT (ln K)
Il significato dei valori di ΔG nelle reazioni chimiche:
ΔG = 0 La reazione è in equilibrio.
ΔG> 0 La reazione non è spontanea.
ΔG <0 La reazione è spontanea.
Fattori che influenzano l'energia libera di Gibss
I cambiamenti di entalpia ed entropia riescono ad essere positivi o negativi secondo la procedura, un cambiamento entalpico positivo mostra che la procedura è endotermica e negativa, ma se emette calore al momento del processo, un cambiamento di entropia negativa mostra un ordine superiore per lo stadio finale. e il diverso per un cambiamento entropico positivo.
In conclusione, i valori dell'entalpia e del cambiamento di entropia non si trasformano tanto con la temperatura, il risultato è la dipendenza dell'energia libera di Gibbs dalla temperatura, che è sostanzialmente guidata dal valore di T nella rappresentazione di dG = dH-TD.
Il simbolo di aggiunta che ha l'entropia contiene la conseguenza maggiore della dipendenza termica di dG e quindi della spontaneità della procedura. Ad esempio: la procedura in cui il cambiamento di entropia è maggiore di 0 e il cambiamento di entalpia è inferiore a 0, poiché nello scioglimento del ghiaccio può essere spontaneo o alte temperature e non essere spontaneo a basse temperature.
