Энергия Гиббса

В процессе химических реакций действуют две тенденции:

1. Н min (энтальпийный фактор);

2. S max (энтропийный фактор).

Оба эти фактора действуют во взаимно-противоположных направлениях и течение реакции определяется тем из них, который преобладает в данном конкретном случае. Изменение энтальпии и энтропии при химической реакции учитывает энергия Гиббса ∆G (кДж):

∆G⁰_х.р. = ∆Н⁰_х.р – Т∆S⁰_х.р. ,

где Т – абсолютная температура, ∆S⁰_х.р. – стандартное изменение энтропии;

∆Н⁰_х.р – стандартное изменение энтальпии.

Величина и знак G определяют возможность самопроизвольного протекания химической реакции и ее направление. При постоянной температуре и давлении реакция самопроизвольно протекает в том направлении, которому отвечает убыль энергии Гиббса.

G < 0 - реакция идет самопроизвольно в прямом направлении;

G > 0 - при данных условиях реакция в прямом направлении не идет;

G = 0 - реакция обратима (химическое равновесие).

Изменение ∆G_х.р не зависит от пути процесса и может быть рассчитано по следствию из закона Гесса: изменение энергии Гиббса в результате химической реакции равно сумме энергий Гиббса образования продуктов реакции за вычетом суммы энергий Гиббса образования исходных веществ.

G⁰_хр = Σ∆ _f G⁰_{продуктов реакции} - Σ∆ _f G⁰_{исходных веществ}

Например, стандартная энергия Гиббса реакции аА + вВ = сС + dD

∆G⁰_х.р. = (с∆ _f G⁰_С + d∆ _f G⁰_D) – (a∆ _f G⁰_A + b∆ _f G⁰_B),

где ∆ _f G⁰– стандартная энергия Гиббса образования вещества, кДж/моль, (справочная величина). Энергия Гиббса образования простых веществ равна нулю.