Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

17.6: 吉布斯免费能源
目录

JoVE Core
Chemistry

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
吉布斯免费能源
 
文字本

17.6: 吉布斯免费能源

使用热力学的第二定律来确定一个过程是否是自发的,其中一个挑战是,它需要测量系统的熵变化 周围的熵变化。美国数学家约西亚·威拉德·吉布斯在十九世纪末才采用一种替代方法,涉及新的热力学特性,只定义了系统属性。这种新属性被称为吉布斯自由能量(G)(或只是 自由能量), 它被定义为系统的熵和熵如下:

Eq1

自由能量是一种状态函数,在恒定的温度和压力下,自由能量变化(ΔG)可以表现为:

Eq2

回顾先前衍生的第二个法律表达式,可以理解本系统属性与过程自发性之间的关系:

Eq3

第一条法律要求 qsurr = -qsys,在恒定压力下 qsys = ΔH,因此此表达式可能重写为:

Eq4

将此方程的两面乘以+T 并重新排列可产生以下情况:

Eq5

为了简单起见,可以省略子项"sys",并且表达方式成为

Eq6

将此方程与上一个免费能量变化方程进行比较,可以显示以下关系:

Eq7

因此,自由能量变化是一个可靠的指标,一个过程的自发性,因为它直接关系到先前确定的自发性指标,Δ Suniv。

如果Δ Suniv<:0,Δ G>0和反应是非自发的。

如果Δ Suniv=0,Δ G=0,反应处于平衡状态。

本文改编自《开放,化学2e》,第16.4章:自由能量

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter