Eine Einführung in die freie Energie

Die freie Gibbs-Energie ist die Energie, die einem System zur Verfügung steht, um bei konstanter Temperatur und konstantem Druck zu arbeiten. Die Änderung der freien Energie (∆G) kann verwendet werden, um die Spontaneität einer Reaktion vorherzusagen.

Spontane Prozesse erhöhen die Entropie des Universums; es ist jedoch schwierig, diese Entropieänderung zu messen, da sie Änderungen in der Unordnung des untersuchten Systems und seiner Umgebung einschließt.

Mit der Gleichung für die freie Gibbs-Energie kann die Spontaneität allein durch die Enthalpie- und Entropieänderung des Systems bestimmt werden.

Gibt das System Wärme ab, nimmt die Umgebung die Wärme auf, was die Zufälligkeit der Umgebung beeinflusst. Mathematisch ist die Entropie der Umgebung gleich der negativen Enthalpieänderung des Systems dividiert durch die Temperatur.

Eine Neuanordnung der Gibbs-Gleichung zeigt, dass das negative Verhältnis von Änderung der freien Energie und der Temperatur gleich der Entropieänderung des Universums ist.