Science >> Wetenschap >  >> Energie

Welke informatie geeft gratis energie over reactie?

Vrije energie, met name de Gibbs Free Energy (ΔG) , biedt waardevolle informatie over de spontaniteit en de haalbaarheid van een chemische reactie. Hier is een uitsplitsing:

1. Spontaniteit:

* ΔG <0 (negatief): De reactie is spontaan onder de gegeven voorwaarden. Dit betekent dat de reactie in de voorwaartse richting zal verlopen zonder externe energie -invoer van energie.

* ΔG> 0 (positief): De reactie is niet-spontaan onder de gegeven voorwaarden. Dit betekent dat de reactie niet in de voorwaartse richting zal verlopen, tenzij externe energie wordt geleverd.

* ΔG =0 (nul): De reactie is op evenwicht . Dit betekent dat de snelheden van de voorwaartse en omgekeerde reacties gelijk zijn en er is geen netto verandering in de concentratie van reactanten en producten.

2. Maximaal werk:

* ΔG vertegenwoordigt de maximale hoeveelheid nuttig werk die kan worden verkregen uit een reactie onder constante temperatuur en druk. Dit werk kan worden gebruikt om andere processen aan te sturen.

3. Evenwichtsconstante:

* ΔG is gerelateerd aan de evenwichtsconstante (k) van een reactie door de vergelijking: ΔG ° =-rtlnk waar:

* ΔG ° is de standaard vrije energieverandering

* r is de ideale gasconstante

* t is de temperatuur in Kelvin

* K is het evenwichtsconstante.

Met deze relatie kunnen we de evenwichtsconstante berekenen van de vrije energieverandering en vice versa.

4. Temperatuurafhankelijkheid:

* ΔG wordt ook beïnvloed door temperatuur . De vergelijking ΔG =ΔH - Tδs relateert gratis energie aan:

* ΔH (Enthalpy Change):de warmte die tijdens de reactie is geabsorbeerd of vrijgegeven.

* ΔS (Entropiewijziging):de verandering in wanorde of willekeur tijdens de reactie.

Deze vergelijking laat zien dat temperatuur de spontaniteit van een reactie kan beïnvloeden Omdat het de relatieve bijdragen van enthalpie en entropie beïnvloedt.

Samenvattend biedt vrije energie cruciale informatie over de richting, de haalbaarheid en het maximale werk dat wordt verkregen door een chemische reactie. Het helpt ons ook de invloed van temperatuur en de relatie tussen vrije energie en evenwicht te begrijpen.