На заре химии химики использовали термин «сродство» для описания силы, ответственной за химические реакции. В современную эпоху родство называется свободной энергией Гиббса.
Определение
Gibbs свободная энергия является мерой потенциала для обратимой или максимальной работы, которая может быть выполнена системой при постоянной температуре и давлении. Это термодинамический свойство, которое было определено в 1876 году Джозией Уиллардом Гиббсом, чтобы предсказать, будет ли процесс происходить самопроизвольно при постоянной температуре и давлении. Свободная энергия Гиббса грамм определяется как
G = H - TS
где ЧАС, T, и S являются энтальпия, температура и энтропия. SI Единицей энергии Гиббса является килоджоул.
Изменения свободной энергии Гиббса грамм соответствуют изменениям свободной энергии для процессов при постоянной температуре и давлении. Изменение свободной энергии Гиббса - это максимальная работа без расширения, достижимая при этих условиях в замкнутой системе; ΔG отрицательно для спонтанные процессы, позитивно для не сопутствующие процессыи ноль для процессов в равновесии.
Свободная энергия Гиббса также известна как (G), свободная энергия Гиббса, энергия Гиббса или функция Гиббса. Иногда термин «свободная энтальпия» используется, чтобы отличить его от свободной энергии Гельмгольца.
Терминология, рекомендованная Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) - энергия Гиббса или функция Гиббса.
Положительная и отрицательная свободная энергия
Знак значения энергии Гиббса можно использовать для определения того, протекает ли химическая реакция спонтанно. Если знак для ΔG положительно, дополнительная энергия должна быть введена, чтобы реакция произошла. Если знак для ΔG отрицательно, реакция термодинамически благоприятно и будет происходить спонтанно.
Однако то, что реакция происходит спонтанно, не означает, что она происходит быстро. Образование ржавчины (оксида железа) из железа происходит самопроизвольно, но происходит слишком медленно, чтобы наблюдать. Реакция:
С(Ы)бриллиант → C(Ы)графит
также имеет отрицательный ΔG при 25 С и 1 атмосфере, тем не менее, алмазы, по-видимому, самопроизвольно не превращаются в графит.