Keemia esimestel päevadel kasutasid keemikud keemiliste reaktsioonide eest vastutava jõu kirjeldamiseks mõistet "afiinsus". Moodsal ajastul nimetatakse sugulust Gibbsi vabaks energiaks.
Definitsioon
Gibbs vaba energia on mõõdetav pöörduva või maksimaalse töö potentsiaal, mida süsteem võib teha püsival temperatuuril ja rõhul. See on termodünaamiline omadused, mille 1876. aastal määratles Josiah Willard Gibbs, et ennustada, kas protsess toimub spontaanselt püsival temperatuuril ja rõhul. Gibbs vaba energiat G on määratletud kui
G = H - TS
kus H, Tja S on entalpia, temperatuur ja entroopia. SI Gibbsi energiaühik on kilodžaul.
Gibbsi vaba energia muutused G vastavad muutustele vaba energia protsessides konstantsel temperatuuril ja rõhul. Gibbsi energiavaba muutuse muutus on maksimaalne paisumistöö, mis on nendes tingimustes suletud süsteemis võimalik; ΔG on negatiivne iseeneslikud protsessid, positiivne mittespontaansed protsessid, ja null tasakaalus olevate protsesside jaoks.
Gibbi vaba energia on tuntud ka kui (G), Gibbi vaba energia, Gibbi energia või Gibbi funktsioon. Mõnikord kasutatakse terminit "vaba entalpia" selle eristamiseks Helmholtzi vabast energiast.
- soovitatud terminoloogia Rahvusvaheline Puhta ja Rakenduskeemia Liit (IUPAC) on Gibbsi energia või Gibbsi funktsioon.
Positiivne ja negatiivne vaba energia
Gibbsi energiaväärtuse märki võib kasutada selleks, et teha kindlaks, kas keemiline reaktsioon toimub spontaanselt või mitte. Kui märk ΔG on positiivne, reaktsiooni toimumiseks tuleb sisestada täiendavat energiat. Kui märk ΔG on negatiivne, reaktsioon on termodünaamiliselt soodne ja ilmneb spontaanselt.
Kuid see, et reaktsioon toimub spontaanselt, ei tähenda, et see kiiresti toimuks. Rooste (raudoksiidi) moodustumine rauast toimub iseeneslikult, kuid toimub selle jälgimiseks liiga aeglaselt. Reaktsioon:
C(s)teemant → C(s)grafiit
on ka negatiivne ΔG temperatuuril 25 ° C ja 1 atmosfääris ei muutu teemandid spontaanselt grafiidiks.