Energi Bebas Gibbs dan Kelayakan Termodinamika
Diperkenalkan| English | Makna |
|---|---|
| Gibbs free energy/ɡɪbz friː ˈenədʒi/ | Energi bebas Gibbs |
Apakah akan terjadi secara spontan?
- Beberapa reaksi berjalan sendirian; yang lain butuh dorongan konstan.
- Dua faktor menentukannya: panas yang dilepaskan dan ketidakteraturan yang tercipta.
- Satu angka menggabungkan keduanya menjadi vonis.
- Tandanya memberi tahu Anda apakah alam akan melakukannya secara gratis.
Persamaan energi bebas
- Energi bebas Gibbs menggabungkan entalpi dan entropi:
- Di sini $T$ adalah suhu dalam kelvin.
Dengan $\Delta H = -100\ \text{kJ}$, $T = 300\ \text{K}$, $\Delta S = 0.2\ \text{kJ/K}$, temukan $\Delta G$ (dalam kJ).
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\Delta G = \Delta H - T\Delta S = -100 - (300)(0.2) = -160\ \text{kJ}$.
Dalam $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$, suhu harus dalam...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Persamaan termodinamika memerlukan suhu absolut dalam Kelvin.
Negatif berarti menguntungkan
- $\Delta G < 0$ berarti reaksi tersebut menguntungkan secara termodinamika.
- $\Delta G > 0$ berarti reaksi tersebut tidak menguntungkan secara mandiri.
- $\Delta G = 0$ berarti sistem berada pada kesetimbangan.
Reaksi bersifat termodinamikally layak ketika $\Delta G$ adalah...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\Delta G < 0$ berarti reaksi tersebut layak.
Ketika $\Delta G = 0$, sistem berada pada ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\Delta G = 0$ menandai kesetimbangan.
Suhu dapat membalikkannya
- Eksotermik ditambah lebih banyak ketidakteraturan menguntungkan pada semua suhu.
- Endotermik ditambah kurang ketidakteraturan tidak pernah menguntungkan.
- Dua kasus lainnya berbalik arah dengan suhu.
Reaksi dengan $\Delta H < 0$ dan $\Delta S > 0$ adalah layak...
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Kedua suku membuat $\Delta G$ negatif tanpa memandang $T$.
Reaksi memiliki $\Delta H < 0$ dan $\Delta S > 0$. Apakah itu menguntungkan?
- Kedua suku mendorong $\Delta G$ menjadi negatif.
- Jadi itu menguntungkan pada setiap suhu.
Energi bebas terhadap suhu
ΔG = ΔH - TΔS adalah garis lurus terhadap suhu. Di mana ia memotong nol, reaksi menjadi layak.
Reaksi yang secara termodinamika layak selalu berlangsung cepat.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Kelayakan berkaitan dengan arah, bukan kecepatan; kinetika menentukan laju.
"Menguntungkan" ($\Delta G < 0$) berarti secara termodinamika diperbolehkan, bukan cepat -- kinetika memutuskan kecepatannya. Suhu berada dalam kelvin dalam $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$. Dan suku $T\Delta S$ bertambah seiring suhu, sehingga pemanasan dapat membalik tanda $\Delta G$.
Energi bebas Gibbs $\Delta G = \Delta H - T\Delta S$ menggabungkan panas dan ketidakteraturan menjadi satu vonis: $\Delta G < 0$ menguntungkan secara termodinamika, $> 0$ tidak, dan $= 0$ adalah kesetimbangan. Karena suku $T\Delta S$, suhu dapat membalik tanda untuk dua dari empat kasus.