ما هو جيبس ​​الطاقة الحرة في الكيمياء؟

في الأيام الأولى للكيمياء ، استخدم الكيميائيون مصطلح "التقارب" لوصف القوة المسؤولة عن التفاعلات الكيميائية. في العصر الحديث ، تسمى التقارب طاقة جيبس ​​الحرة.

غيبس طاقة حرة هو مقياس لإمكانية العمل العكسي أو الأقصى الذي يمكن القيام به بواسطة نظام في درجة حرارة وضغط ثابتين. إنها الديناميكا الحرارية خاصية تم تعريفها في عام 1876 من قبل Josiah Willard Gibbs للتنبؤ بما إذا كانت العملية ستحدث تلقائيًا عند درجة حرارة وضغط ثابتين. جيبس الطاقة الحرة ج يعرف ب

G = H - TS

أين ح, تو س هي الطاقة الداخلية الكامنة، درجة الحرارة ، والنتروب. ال SI وحدة للطاقة جيبس ​​هي كيلوجول.

التغييرات في طاقة جيبس ​​الحرة ج تتوافق مع التغيرات في الطاقة الحرة للعمليات في درجة حرارة ثابتة والضغط. التغير في التغير في الطاقة في جيبس ​​هو الحد الأقصى للعمل غير التوسعي الذي يمكن الحصول عليه في ظل هذه الظروف في نظام مغلق ؛ ΔG هو سلبي ل العمليات التلقائية، إيجابي ل عمليات غير عفوية، والصفر للعمليات في التوازن.

دالة Gibbs energyis المعروفة أيضًا باسم (G) ، أو طاقة Gibbs المجانية ، أو طاقة Gibbs ، أو وظيفة Gibbs. في بعض الأحيان ، يتم استخدام مصطلح "المحتوى الحراري المجاني" للتمييز بينه وبين طاقة Helmholtz المجانية.

المصطلحات التي أوصت بها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة و التطبيقية (IUPAC) هي طاقة Gibbs أو وظيفة Gibbs.

قد يتم استخدام علامة قيمة طاقة Gibbs لتحديد ما إذا كان تفاعل كيميائي يتم بشكل تلقائي أم لا. إذا كان علامة ل ΔG هو إيجابي ، يجب أن تكون الطاقة الإضافية مدخلات لحدوث رد الفعل. إذا كان علامة ل ΔG هو سلبي ، رد الفعل هو ديناميكا حرارية مواتية وسوف تحدث تلقائيا.

ومع ذلك ، لمجرد حدوث رد فعل تلقائيًا لا يعني حدوثه سريعًا. يكون تكوين الصدأ (أكسيد الحديد) من الحديد عفويًا ، ومع ذلك يحدث ببطء شديد لملاحظة. ردة الفعل:

C_(س)^الماس → ج_(س)^{الجرافيت}

لديها أيضا سلبية ΔG في 25 درجة مئوية و 1 الغلاف الجوي ، ولكن لا يبدو أن الماس يتحول تلقائيا إلى الجرافيت.