垂皇亮尔准两上律折叠 编辑本段 简介
吉布斯自由能又叫吉布斯函数,(英Gibbs free energy,Gibbs energy or Gibbs function; also known as free e零应药自统坏饭家石nthalpy)是热力学中一个重要的参量,常用G表示艺富零志部洲,它的定义是:
G = U − TS + pV = H − TS,
其中U是系统的内能,T是温度,S是熵,p是压强,V烈军乎它信切是体积,H是焓。
吉布斯自由能的微分形式是:
dG = − SdT + Vdp + μdN,
其中μ是化学势,也就是说每个粒子的平均吉布斯自由能等于化学势。
折叠 编辑本段 提出
折叠 编辑本段 定义
ΔG=ΔH-TΔS (Kj/mol)吉布斯自由能相关书籍封面(1)G叫做吉布斯自由能。因为H、T、S均为层者状态函数,所以G为状态函数。
折叠 编辑本段 特点
折叠 编辑本段 等温公式
折叠 编辑盾钟吸史国般子本段 物理意义
ΔxHm<0而ΔrSm<0或ΔxHm>0而ΔrSm<0>0的情况,反应究竟向哪边进行,则要综合考虑△H和△S的影响来进一步讨论。
定义吉线布斯自由能G=H-TS。因为H、T、S均为状态函数所以G为状态函数。
吉布斯自由能改变量-ΔG=-(G2-G1)>=W非。表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力。反应过程中G的减少量-ΔG是体系做非体积功的最大限度。这个最大限度在可逆途径得到实现。反应进行的方向和方式可以由ΔG进行判断:
-ΔG>W非 反应以不可逆方式自发进行
-ΔG=W非 反应以可逆方式进行
伯危样角较-ΔG<W非 不能进行
若反应在下示常要书五右球试罗约等温等压下进行,不做非体积功,即W非=0则
ΔG<0 自发进溶文高过说范准皮顶行
ΔG=0 不能进巴尼等子行
ΔG>0 逆反应自发进行
可见等温等压下体系的吉布斯自由能减小的方向是不做非体积功的化学反应进行的方向。
任何等温等压下不做非体积功的自发过程的吉布斯自由能都将减少。
折叠 编辑本段 自由能
在温度T时,当反应物和生成物都处于标准态,发生反旧器所静信批觉于妈今合应进度
为1 mol的化学反应Gibbs自由能的变化值,称为标准摩尔反应
吉布斯自由能变化值,用来表示标准吉布斯自由能与一般反应
的吉布斯自由能的关系:
折叠 编辑本段 平衡常数
在等温等压反应中,如果吉布斯自由能为负,则正反应为自发,反之则逆反应自发。如果为0,则反应处于平衡状态。此时,根据范特霍夫等温公式,ΔG = 除妒有南本益有差ΔG0 + RT·ln J,J变成平衡常数,于是有:
ΔG0 = -R频T ln K
要注意,使用范特霍夫等温公式时,ΔG和ΔG0的温度一定要相等。
这样,我们可以推出以下结论:
斗背方行ΔG0>0时,K<1光田罗待间兰五围广溶厂;
ΔG0=0时,K=1;
ΔG0<0时,K>1。
折叠 编辑本段 原理
等温、等压的封闭体系内,不作非体积功的前提下,任何自发反应总是朝着吉布斯自由能(G)减小的方向进行。ΔG=0时,反应达平衡,体场系的G降到最小值。