Свободная энергия и равновесие
| English | Русский |
|---|---|
| free energy/friː ˈenədʒi/ | свободная энергия |
Связь вердикта с балансом
- Свободная энергия предсказывает направление; константа $K$ описывает равновесие.
- Оказывается, эти две концепции тесно связаны.
- Отрицательная свободная энергия означает, что продукты преобладают при равновесии.
- Одно уравнение связывает их намертво.
Свободная энергия и K
- Связь выражается формулой $\Delta G° = -RT \ln K$.
- Отрицательное $\Delta G°$ дает $K > 1$, значит, продукты благоприятны.
- Положительное $\Delta G°$ дает $K < 1$, значит, реагенты благоприятны.
Реакция со значением $\Delta G° < 0$ имеет константу равновесия, которая...
Отрицательный $\Delta G°$ благоприятствует продуктам, поэтому $K > 1$.
Уравнение, связывающее свободную энергию и K, выглядит так: $\Delta G° = -RT \ln$ ____.
$\Delta G° = -RT \ln K$.
Чтение связи
- Выгодное ($\Delta G° < 0$) совпадает с преимуществом продуктов ($K > 1$).
- Невыгодное ($\Delta G° > 0$) совпадает с преимуществом реагентов ($K < 1$).
- $\Delta G° = 0$ соответствует $K = 1$.
Если $\Delta G° > 0$, то...
Положительный $\Delta G°$ означает преобладание исходных веществ, поэтому $K < 1$.
Если $\Delta G° = 0$, то константа равновесия $K$ равна...
$\ln K = 0$ означает $K = 1$.
Ноль при равновесии
- По мере протекания реакции её фактическая свободная энергия стремится к нулю.
- При равновесии $\Delta G = 0$ и реакция перестает смещаться.
- Стандартное $\Delta G°$ по-прежнему определяет положение этого баланса.
Свободная энергия и K
Свяжите знак стандартного ΔG с величиной K.
В состоянии равновесия фактический $\Delta G$ равен...
Реакция перестает смещаться, когда $\Delta G = 0$.
Реакция имеет $\Delta G° < 0$. Является ли $K$ больше или меньше 1?
- Отрицательное $\Delta G°$ означает, что продукты благоприятны.
- Тогда $K > 1$.
Стандартный $\Delta G°$ определяет $K$, тогда как фактический $\Delta G$ меняется по мере протекания реакции.
Это разные величины; только фактический $\Delta G$ достигает нуля.
$\Delta G°$ (стандартное) фиксирует $K$, в то время как фактическое $\Delta G$ меняется по мере протекания реакции и достигает нуля при равновесии — не путайте их. Отрицательное $\Delta G°$ означает $K > 1$, а не $K = 0$. И температура в $\Delta G° = -RT \ln K$ указана в кельвинах.
Стандартная свободная энергия и константа равновесия связаны через $\Delta G° = -RT \ln K$: отрицательное $\Delta G°$ дает $K > 1$ (преимущество продуктов), положительное — $K < 1$. По мере протекания реакции её фактическая $\Delta G$ снижается до нуля при равновесии.