Hvilke oplysninger giver fri energi om reaktion?

1. Spontanitet:

* ΔG <0 (negativ): Reaktionen er spontan under de givne betingelser. Dette betyder, at reaktionen vil fortsætte i den forreste retning uden ekstern input af energi.

* ΔG> 0 (positiv): Reaktionen er ikke-spontan under de givne betingelser. Dette betyder, at reaktionen ikke vil fortsætte i den forreste retning, medmindre ekstern energi leveres.

* ΔG =0 (nul): Reaktionen er ved ligevægt . Dette betyder, at antallet af fremadrettede og omvendte reaktioner er ens, og der er ingen nettoændring i koncentrationen af ​​reaktanter og produkter.

2. Maksimalt arbejde:

* ΔG Repræsenterer den maksimale mængde nyttigt arbejde der kan opnås fra en reaktion under konstant temperatur og tryk. Dette arbejde kan bruges til at drive andre processer.

3. Ligevægtskonstant:

* ΔG er relateret til ligevægtskonstant (k) af en reaktion gennem ligningen: ΔG ° =-rtlnk hvor:

* ΔG ° er den standard frie energiændring

* r er den ideelle gaskonstant

* t er temperaturen i Kelvin

* k er ligevægtskonstant.

Dette forhold giver os mulighed for at beregne ligevægtskonstanten fra den frie energiændring og omvendt.

4. Temperaturafhængighed:

* ΔG påvirkes også af temperatur . Ligningen ΔG =ΔH - TΔS relaterer gratis energi til:

* ΔH (Entalpiændring):Den varme, der blev absorberet eller frigivet under reaktionen.

* ΔS (Entropiændring):Ændringen i lidelse eller tilfældighed under reaktionen.

Denne ligning viser, at temperatur kan påvirke spontaniteten af ​​en reaktion Fordi det påvirker de relative bidrag fra entalpi og entropi.

Sammenfattende giver fri energi afgørende oplysninger om retningen, gennemførligheden og maksimalt arbejde, der kan fås fra en kemisk reaktion. Det hjælper os også med at forstå påvirkningen af ​​temperatur og forholdet mellem fri energi og ligevægt.