| English | 意味 |
|---|---|
| free energy/friː ˈenədʒi/ | 自由エネルギー |
判定とバランスの結びつき
- 自由エネルギーは方向を予測し、定数 $K$ がバランスを記述する。
- これら2つの概念は密接に関連していることがわかる。
- 負の自由エネルギーとは、平衡で生成物が優勢になることを意味する。
- 一つの式がこれらを結びつけている。
自由エネルギーと K
- その関係性は $\Delta G° = -RT \ln K$ である。
- 負の $\Delta G°$ は $K > 1$ を与えるので、生成物が有利となる。
- 正の $\Delta G°$ は $K < 1$ を与えるので、反応物が有利となる。
$\Delta G° < 0$を持つ反応の平衡定数は…である
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負の$\Delta G°$は生成物を好むため、$K > 1$である。
自由エネルギーとKを結びつける式は$\Delta G° = -RT \ln$ ____である。
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$\Delta G° = -RT \ln K$.
関係性の読み方
- 有利（$\Delta G° < 0$）は生成物優先（$K > 1$）に対応する。
- 不利（$\Delta G° > 0$）は反応物優先（$K < 1$）に対応する。
- $\Delta G° = 0$ は $K = 1$ と対応する。
$\Delta G° > 0$であれば、…である
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正の$\Delta G°$はreactantsが支配的であることを意味するため、$K < 1$である。
$\Delta G° = 0$であれば、平衡定数$K$は…と等しい
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$\ln K = 0$は$K = 1$を意味する。
平衡でのゼロ
- 反応が進むにつれ、実際の自由エネルギーはゼロに向かう。
- 平衡において、$\Delta G = 0$ はゼロとなり、反応は移動を止める。
- 標準 $\Delta G°$ は、そのバランスがどこにあるかを依然として決定する。
自由エネルギーとK
標準ΔGの符号とKの大きさを結びつける。
平衡において、実際の$\Delta G$は…と等しい
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$\Delta G = 0$になると、反応はシフトをやめる。
ある反応に $\Delta G° < 0$ がある。このとき $K$ は 1 より大きいか小さいか？
- 負の $\Delta G°$ は生成物が有利であることを意味する。
- よって $K > 1$。
標準$\Delta G°$が$K$を決め、実際の$\Delta G$は反応が進むにつれて変化する。
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これらは異なる物理量であり、実際の$\Delta G$のみがゼロに達する。
$\Delta G°$（標準）は $K$ を固定する一方、実際の $\Delta G$ は反応が進むにつれて変化し、平衡でゼロになる——これらを混同してはいけない。負の $\Delta G°$ は $K > 1$ を意味し、$K = 0$ を意味しない。また、$\Delta G° = -RT \ln K$ の温度はケルビン単位である。
標準自由エネルギーと平衡定数は $\Delta G° = -RT \ln K$ で結びついている：負の $\Delta G°$ は $K > 1$ （生成物優先）を与え、正のものは $K < 1$ を与える。反応が進むにつれ、実際の $\Delta G$ は平衡でゼロに下がる。