Энергия Гиббса
обратимый процесс |
необратимый процесс |
Энергия Гиббса
изобарноизотермический потенциал или свободная энергия Гиббса (G, кДж∙моль–1):
G = H – T S
Знак G определяет направление реального процесса
G < 0 G = 0
G > 0
реакция термодинамически разрешена
равновесное состояние
процесс термодинамически запрещен
Стандартная энергия Гиббса образования вещества ΔG0обр.,298 (кДж/моль)
-это изменение энергии Гиббса реакции образования
одного моля из простых веществ в их устойчивой форме при стандартных условиях.
Если табличные значения ΔG0 обр, 298 < 0, то вещество устойчиво и его можно получить напрямую из простых веществ.
Если табличные значения ΔG0 обр, 298 > 0, то вещество неустойчиво и его нельзя получить напрямую из простых веществ, а можно получить только косвенным способом.
|
Н2O (г) |
H2S(г) |
H2Se(г) |
ΔG0 обр, 298 |
- 228,45 |
-33,1 |
73,6 |
|
(устойчиво ) |
|
(не устойчиво) |
В случаях , когда H < 0, S < 0 или |
H > 0, S > 0 |
знак G зависит от соотношения |
H и T S |
Реакция. возможна, если она сопровождается уменьшением изобарного потенциала;
При комнатной температуре, когда значение T невелико, значение T S также невелико, и обычно изменение энтальпии больше T S.
Большинство реакций, протекающих при |
|
комнатной температуре, экзотермичны |
H < 0 |
Чем выше температура, тем больше T S, и даже эндотермические реакции становятся осуществимыми
• |
H < 0 и S > 0, то всегда |
G < 0 и реакция |
Если |
возможна при любой температуре.
• |
G > 0, и реакция |
Если H > 0 и S < 0, то всегда |
с поглощением теплоты и уменьшением энтропии невозможна ни при каких условиях
.
Расчет свободной энергии Гиббса при стандартных условиях (∆Gо) в химических
∆G - реакциях.
о298 обр. стандартная из справочника
1) ∆Gореакции = ∑ ν∆Gообр.продуктов - ∑ν∆Gообр.исх. в-в.
сучетом стехиометрических коэффициентов.
2)∆Gореакции = ∆Нореакции - T∆Sореакции
∆G<0, самопроизвольные реакции
∆G>0, обратное направление реакции.
∆G=0, равновесие.
|
для реальных условий |
Gреакц0 |
< – 40 1 2 самопроизвольно процесс может |
|
идти в прямом направлении |
0 |
40 |
|
2 (система находится в состоянии |
Gреакц= – 40 |
1 |
химического равновесия
|
|
|
Gреакц0 |
> 40 |
1 2 самопроизвольно процесс может |
|
|
идти в обратном направлении |
|
|
|
|
|
|
G |
|
Пример расчета реакц |
кДж/моль |
|
|
Рассчитать изменение энергии Гиббса реакции Gреакц |
|
)можно двумя способами: |
|
Первый способ - по уравнению Гиббса:
G0реакц = H 0реакц –T Sреакц
Второй способ
расчет Gреакц выполняют по табличным значениям Gобр,2980 ,
νAA νBB νCC νDD
Gреакц0 i Gобр0 i продукты j Gобр0 j исх. вещества
Gреакц0 C Gобр0 (C) D Gобр0 (D) A Gобр0 (A) B Gобр0 (B)
