Door John Brennan
Bijgewerkt op 30 augustus 2022

Gibbs vrije energie

Gibbs vrije energie meet de capaciteit van een systeem om niet-mechanisch werk uit te voeren. Wanneer de vrije energie van de reactanten groter is dan die van de producten, is de reactie exergonisch:thermodynamisch spontaan en in staat om energie vrij te geven zonder externe input.

Exotherm versus exergonisch

Hoewel veel exergonische reacties exotherm zijn en warmte uitstoten, zijn de twee concepten verschillend. Een exergonisch proces kan zelfs warmte absorberen (endotherm) als de algehele entropieverandering groter is dan de enthalpieverandering. Het teken van de verandering van de vrije energie, en niet de warmtestroom, bepaalt de spontaniteit.

Entropie versus enthalpie

19e-eeuwse scheikundigen worstelden met spontane endotherme reacties omdat ze entropie, de maatstaf voor niet-beschikbare energie, over het hoofd zagen. Een proces wordt exergonisch wanneer de totale entropie van het systeem plus de omgeving toeneemt, zelfs als het systeem zelf warmte absorbeert.

Overwegingen

Reacties waarbij een gas wordt geproduceerd of waarbij verdamping optreedt, vertonen doorgaans grote positieve entropieveranderingen, waardoor ze exergonischer worden bij hogere temperaturen. Omgekeerd zijn warmte-afgevende reacties gewoonlijk exergonischer bij lagere temperaturen. Reactiekinetiek is ook van belang; een exergonische reactie kan nog steeds kinetisch traag en vrijwel niet waarneembaar zijn.