חישוב שינויים סטנדרטיים באנרגיה חופשית

ניתן לחשב את שינוי האנרגיה החופשית הסטנדרטית לתגובה כימית המתרחשת בתנאים סטנדרטיים באחת משלוש דרכים. השיטה הראשונה משתמשת במשוואה לדלתא G סטנדרטית של תגובה. בחנו את היווצרותו של סידן פחמתי מסידן ומפחמן דו חמצני.

שינוי האנתלפיה הסטנדרטי של התגובה ניתן לחישוב על סמך אנטלפיות ההיוצרות של התרכובות המשתתפות בתגובה, וניתן לחשב את שינוי האנטרופיה הסטנדרטי על סמך האנטרופיות המולריות הסטנדרטיות שלהן. אם נציב את הערכים מטבלאות הנתנונים, נוכל לחשב את שינויי האנתלפיה ואת שינויי האנטרופיה הסטנדרטיות עבור התגובה. נציב ערכים אלה במשוואה של שינוי באנרגיה החופשית הסטנדרטית, ונמצא שדלתא G של התגובה ב-298 קלווין שווה למינוס 130.7 כפול עשר בחזקת 3 ג'ול.

בשיטה השנייה, שינוי האנרגיה החופשית הסטנדרטית של תגובה יחושב על פי ההפרש בין סכום האנרגיות החופשיות של היווצרות התוצרים כפול המקדמים הסטויכומטריים שלהם וסכום האנרגיות החופשיות בהיווצרות המגיבים כפול המקדמים הסטויכומטריים שלהם. ניקח לדוגמה את התגובה הנוצרת בין גזי מימן וכלור, היוצרת שני מולים של גז מימן כלורי. בדומה לאנתלפיה של יסוד, האנרגיה החופשית הסטנדרטית בהיווצרות של יסוד טהור היא אפס.

מכאן שהאנרגיות החופשיות בהיווצרות גזי מימן וכלור שווה לאפס, ואילו של גז המימן הכלורי היא מינוס 95.3 קילוג'ול. אם כך, האנרגיה החופשית של התגובה הזו שווה לפעמיים האנרגיה החופשית של היווצרות גז מימן כלורי, או מינוס 190.6 קילוג'ול. זכרו שעל פי חוק הס, בתגובה מרובת שלבים ניתן לחשב את שינוי האנתלפיה על פי סכום האנתלפיות בכל שלב.

השיטה השלישית מחשבת את השינוי בהאנרגיה החופשית בתגובה באופן דומה. נבחן את ההתלקחות של אבץ סולפיד לכדי יצירת אבץ מתכתי וגז גופרית דו חמצנית כתגובה בת שני שלבים בעלי אנרגיות חופשיות סטנדרטיות ידועות. אם נסכום את השינויים באנרגיות החופשיות של התגובות נקבל את דלתא G, כוללת של מינוס 98.8 קילוג'ול.

שימו לב שהשלב ראשון הוא לא ספונטני. בהצמדה לתגובה הספונטנית בשלב השני, לתגובה נטו יש דלתא G שלילית, כלומר היא ספונטנית.