Biến thiên năng lượng tự do Gibbs
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| Gibbs free energy/ɡɪbz friː ˈenədʒi/ | năng lượng tự do Gibbs |
| enthalpy/enˈθælpi/ | enthalpy |
| entropy/ˈentrəpi/ | entropy |
| feasible/ˈfiːzɪbl/ | khả thi |
| kelvin/ˈkelvɪn/ | kelvin |
Liệu nó có xảy ra thực sự không?
- Năng lượng tự do Gibbs quyết định xem phản ứng có thể xảy ra tự phát hay không.
- Nó kết hợp enthalpy và entropy với nhiệt độ.
- Một $\Delta G$ âm có nghĩa là phản ứng thực hiện được.
Thí nghiệm năng lượng tự do Gibbs
deltaG = deltaH - T deltaS
Di chuyển nhiệt độ và xem khi nào deltaG trở thành giá trị âm.
Phản ứng khả thi khi biến thiên năng lượng tự do Gibbs ΔG là ______.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ΔG = ΔH − TΔS.
Phương trình
- $T$ là nhiệt độ theo kelvin.
- Phản ứng thực hiện được (có thể xảy ra) khi $\Delta G \leq 0$.
Khi một phản ứng thực hiện được dựa trên dấu của biến đổi enthalpy và entropy
Biến thiên năng lượng tự do Gibbs được tính như sau:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ΔG° = ΔH° − TΔS°, với T tính bằng kelvin.
Một phản ứng khả thi khi:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Phản ứng có thể tự xảy ra khi ΔG ≤ 0.
Ghép nối mỗi ý tưởng về Gibbs.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Mỗi mục nối thuật ngữ với ý nghĩa đúng của nó.
Khả năng thực hiện và nhiệt độ
| $\Delta H$ | $\Delta S$ | Thực hiện được |
|---|---|---|
| âm | dương | ở mọi nhiệt độ |
| dương | dương | chỉ ở nhiệt độ cao |
| âm | âm | chỉ ở nhiệt độ thấp |
| dương | âm | không bao giờ |
- Nhiệt độ chuyển tiếp được tìm bằng cách đặt $\Delta G = 0$, cho $T = \dfrac{\Delta H}{\Delta S}$.
Một nguyên tử khí nhận thêm electron, thường giải phóng năng lượng
Phản ứng có ΔH âm và ΔS dương là khả thi:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Với −ΔH và +ΔS, ΔG = ΔH − TΔS luôn mang giá trị âm, nên khả thi ở mọi nhiệt độ.
Nhiệt độ chuyển tiếp (где bắt đầu sự khả thi) được tìm bằng cách đặt:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Tại ΔG = 0, phản ứng đang ở ngưỡng khả thi; biến đổi ta có T = ΔH/ΔS.
Tính toán khả năng thực hiện
Ví dụ minh họa. ΔG = ΔH − TΔS. Nếu ΔH = +20 kJ/mol và TΔS = +30 kJ/mol, thì ΔG = 20 − 30 = −10 kJ/mol, vì vậy phản ứng là thực hiện được.
Bạn đã nắm vững
- $\Delta G^{\ominus} = \Delta H^{\ominus} - T\Delta S^{\ominus}$ (T theo kelvin)
- phản ứng thực hiện được khi $\Delta G \leq 0$
- $-\Delta H$ & $+\Delta S$ → thực hiện được ở mọi T; $+\Delta H$ & $-\Delta S$ → không bao giờ
- nhiệt độ chuyển tiếp: đặt $\Delta G = 0$, nên $T = \dfrac{\Delta H}{\Delta S}$