Садржај
Највероватније, прве хемијске реакције које сте проучавали у школи кретали су се у једном правцу; на пример, сирће сипало у соду бикарбону да би направио „вулкан“. У стварности, већина реакција треба бити илустрована стрелицом у сваком правцу, што значи да реакција може ићи у оба смера. Провера Гиббсове бесплатне енергије система нуди начин да се утврди да ли је једна стрелица много већа од друге; тј. да ли реакција готово увек иде у једном правцу или су обоје близу исте величине? У последњем случају, реакција је једнако вероватна да иде једним путем. Три критична фактора за израчунавање Гиббсове енергије су енталпија, ентропија и температура.
Енталпија
Енталпија је мерило колико енергије се садржи у систему. Примарна компонента енталпије је унутрашња енергија, односно енергија из случајног кретања молекула. Ентталпија није ни потенцијална енергија молекулских веза нити кинетичка енергија система који се креће. Молекули се у чврстом саставу крећу много мање него код гасова, па чврста супстанца има мање енталпије. Остали фактори израчунавања енталпије су притисак и запремина система, који су најважнији у гасном систему. Енталфија се мења када радите на систему или ако додајете или одузимате топлоту и / или материју.
Ентропија
О ентропији можете размишљати као о меру топлотне енергије система или као о мери поремећаја у систему. Да бисте видели како су њих двоје повезани, размислите о чаши воде која се смрзава. Кад одведете топлотну енергију из воде, молекули који се слободно и случајно крећу постају закључани у чврстом и врло уређеном леденом кристалу. У овом случају, промена ентропије за систем је била негативна; постало је мање неуредно. На нивоу универзума, ентропија је увек у порасту.
Однос према температури
Енталпија и ентропија су под утицајем температуре. Ако систему додате топлоту, повећаћете ентропију и енталпију. Температура је такође укључена као независни фактор у израчунавању Гиббсове слободне енергије. Промјену у Гиббсовој слободној енергији израчунавате множењем температуре са променом ентропије и одузимањем производа од промене енталпије за систем. Из овога видите да температура може драматично променити Гиббсову слободну енергију.
Релевантност у хемијским реакцијама
Способност израчунавања Гиббсове бесплатне енергије важно је јер можете помоћу ње одредити колико је вероватна реакција. Негативна енталпија и позитивна ентропија погодују реакцији која иде напред. Позитивна енталпија и негативна ентропија не фаворизују реакцију која иде даље; ове реакције ће ићи у обрнутом смеру, без обзира на температуру. Када један фактор фаворизира реакцију, а други не, температура одређује у којем ће смјеру реакција ићи. Ако је промена Гиббсове слободне енергије негативна, реакција ће кренути напријед; ако је позитиван, прећи ће обрнуто. Када је нула, реакција је у равнотежи.