Vrije energie en evenwicht

Zowel de evenwichtsconstante als de standaard vrije energieverandering kunnen worden gebruikt om te bepalen of een reactie de voorkeur heeft van een product of een reactant. Voor elke samenstelling van het reactiemengsel is de delta G voor de reactie de som van de vrije standaardenergie en RT maal de natuurlijke log van het reactiequotiënt. Wanneer de reactanten en producten in evenwicht zijn, is de vrije energieverandering nul en is het reactiequotiënt gelijk aan de evenwichtsconstante.

Dus de standaard vrije energieverandering is gelijk aan negatieve RT ln K.Als delta G nul kleiner is dan nul, is ln K positief, wat betekent dat K groter is dan 1. In dit geval heeft de productvorming de voorkeur bij evenwicht. Hoe groter de evenwichtsconstante, hoe negatiever de vrije energie.

Neem bijvoorbeeld de afbraak van distikstoftetroxide bij 298 kelvin, waarbij K 1, 34 10¹⁷ is. Door de bekende waarden in de vergelijking te vervangen, is de standaard vrije energie voor de reactie gelijk aan 98 kilojoule per mol, en wordt productvorming bevorderd. Omgekeerd, als delta G nul groter is dan nul, is ln K negatief, wat betekent dat K kleiner is dan 1 en de omgekeerde richting van de reactie de voor