Ключовата разлика между свободната енергия на Гибс и стандартната свободна енергия е, че свободната енергия на Гибс зависи от експерименталните условия, докато стандартната свободна енергия описва свободната енергия на Гибс за реагенти и продукти, които са в стандартното си състояние.
Термините свободна енергия на Гибс и стандартна свободна енергия са често срещани във физическата химия. И двата термина дават почти сходна идея с малка разлика. Единствената разлика между свободната енергия на Гибс и стандартната свободна енергия е в техните експериментални условия като температура и налягане. Нека поговорим повече за тези условия.
Какво е свободната енергия на Гибс?
Свободната енергия на Гибс е термодинамично количество, равно на енталпията (на система или процес) минус произведението на ентропията и абсолютната температура. Символът за това е "G". той комбинира енталпията и ентропията на системата в една стойност. Можем да обозначим промяната в тази енергия като „∆G“. Тази промяна може да определи посоката на химическа реакция при постоянна температура и постоянно налягане.
Освен това, ако стойността на ∆G е положителна, това е неспонтанна реакция, докато отрицателното ∆G показва спонтанна реакция. Терминът свободна енергия на Гибс е разработен от Джозая Уилард Гибс (1870). Уравнението за това количество е както следва:
Фигура 01: Уравнение за свободната енергия на Гибс, където G е свободната енергия на Гибс, H е енталпията, T е абсолютната температура и S е ентропията
Какво е стандартна безплатна енергия?
Стандартната свободна енергия е термодинамична величина, която дава свободната енергия на Гибс при стандартни експериментални условия. Това означава, че за да се нарече енергията на една термодинамична система като стандартна свободна енергия, реагентите и продуктите на тази система трябва да бъдат при стандартни условия. В повечето случаи са приложими следните стандартни състояния.
- Газове: 1 atm парциално налягане
- Чисти течности: течност под общо налягане от 1 atm
- Разтворени вещества: ефективна концентрация от 1 M
- Твърди вещества: чисто твърдо вещество под 1 atm налягане
Обикновено нормалната температура за една термодинамична система е 298,15 K (или 25◦C) за повечето практически цели, защото ние правим експериментите при тази температура. Но точната стандартна температура е 273 K (0 ◦C).
Каква е разликата между свободната енергия на Гибс и стандартната свободна енергия?
Свободната енергия на Гибс е термодинамично количество, равно на енталпията (на система или процес) минус произведението на ентропията и абсолютната температура. По-важното е, че изчисляваме това количество за действителната температура и налягане на експеримента. Стандартната свободна енергия е термодинамично количество, което дава свободната енергия на Гибс при стандартни експериментални условия. Това е ключовата разлика между свободната енергия на Гибс и стандартната свободна енергия. Въпреки че стандартната свободна енергия е подобна на идеята за свободната енергия на Гибс, ние я изчисляваме само за термодинамичните системи, които имат реагенти и продукти в тяхното стандартно състояние.
Резюме – Безплатна енергия на Гибс срещу стандартна безплатна енергия
Както свободната енергия на Гибс, така и стандартната свободна енергия описват почти сходна идея в термодинамиката. Разликата между свободната енергия на Гибс и стандартната свободна енергия е, че свободната енергия на Гибс зависи от експерименталните условия, докато стандартната свободна енергия описва свободната енергия на Гибс за реагенти и продукти, които са в стандартното си състояние.
