V prvých dňoch chémie používali chemici výraz „afinita“ na označenie sily zodpovednej za chemické reakcie. V modernej dobe sa príbuzenstvo nazýva Gibbsova bezplatná energia.
definícia
Gibbs voľná energia je miera potenciálu pre reverzibilnú alebo maximálnu prácu, ktorú môže systém vykonať pri konštantnej teplote a tlaku. Je to termodynamická vlastnosť, ktorú definoval v roku 1876 Josiah Willard Gibbs, aby predpovedal, či k procesu dôjde spontánne pri konštantnej teplote a tlaku. Gibbsova bezplatná energia G je definovaný ako
G = H - TS
kde H, Ta S sú entalpie, teplota a entropia. SI Jednotkou pre Gibbsovu energiu je kilojoule.
Zmeny vo voľnej energii Gibbs G zodpovedajú zmenám vo voľnej energii pre procesy pri konštantnej teplote a tlaku. Zmena vo voľnej energii Gibbsovej zmeny je maximálna práca, pri ktorej nedochádza k expanzii, ktorú je možné dosiahnuť za týchto podmienok v uzavretom systéme; ? G je pre spontánne procesy, pozitívne pre mimontontánne procesya nula pre procesy v rovnováhe.
Gibbsova bezplatná energia je známa aj ako (G), Gibbsova voľná energia, Gibbsova energia alebo Gibbsova funkcia. Niekedy sa termín „voľná entalpia“ používa na rozlíšenie od Helmholtzovej voľnej energie.
Terminológia odporúčaná Medzinárodná únia čistej a aplikovanej chémie (IUPAC) je Gibbsova energia alebo Gibbsova funkcia.
Pozitívna a negatívna bezplatná energia
Znak energetickej hodnoty Gibbs sa môže použiť na určenie, či chemická reakcia prebieha spontánne. Ak je znamenie pre ? G Ak je pozitívny, musí sa na reakciu uskutočniť dodatočná energia. Ak je znamenie pre ? G je negatívny, reakcia je thermodynamically priaznivý a objaví sa spontánne.
To, že sa reakcia objaví spontánne, ešte neznamená, že nastane rýchlo. Tvorba hrdze (oxidu železa) zo železa je spontánna, ale pozoruje sa príliš pomaly. Reakcia:
C(Y)diamant → C(Y)grafit
má tiež negatív ? G pri 25 ° C a 1 atmosfére sa zdá, že diamanty sa spontánne nezmenia na grafit.