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O que é energia livre de Gibbs em química?

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Nos primeiros dias da química, os químicos usavam o termo "afinidade" para descrever a força responsável pelas reações químicas. Na era moderna, a afinidade é chamada de energia livre de Gibbs.

Definição

A energia livre de Gibbs é uma medida do potencial de trabalho reversível ou máximo que pode ser realizado por um sistema a temperatura e pressão constantes. É uma propriedade termodinâmica que foi definida em 1876 por Josiah Willard Gibbs para prever se um processo ocorrerá espontaneamente a temperatura e pressão constantes. Energia livre de Gibbs G é definido como

G = H - TS

Onde H, Te S são a entalpia, temperatura e entropia. o SI A unidade de energia de Gibbs é o quilojoule.

Alterações na energia livre de Gibbs G correspondem a mudanças na energia livre para processos a temperatura e pressão constantes. A mudança na mudança de energia livre de Gibbs é o trabalho máximo de não expansão obtido sob essas condições em um sistema fechado; ΔG é negativo para processos espontâneos, positivo para processos não espontâneos e zero para processos em equilíbrio.

A energia livre de Gibbs também é conhecida como (G), energia livre de Gibbs, energia de Gibbs ou função de Gibbs. Às vezes, o termo "entalpia livre" é usado para distingui-lo da energia livre de Helmholtz.

A terminologia recomendada pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) é a energia de Gibbs ou a função de Gibbs.

Energia livre positiva e negativa

O sinal de um valor energético de Gibbs pode ser usado para determinar se uma reação química ocorre ou não espontaneamente. Se o sinal para ΔG é positivo, energia adicional deve ser inserida para que a reação ocorra. Se o sinal para ΔG é negativo, a reação é termodinamicamente favorável e ocorrerá espontaneamente.

No entanto, apenas porque uma reação ocorre espontaneamente não significa que ocorre rapidamente. A formação de ferrugem (óxido de ferro) a partir do ferro é espontânea, mas ocorre muito lentamente para ser observada. A reação:

Cs)diamante → Cs)grafite 

também tem um negativo ΔG a 25 ° C e 1 atmosfera, os diamantes não parecem espontaneamente se transformar em grafite.


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