Spontana pojava procesa uOtvoreni i zatvoreni sustavi su opisani posebnim kriterijem, koji se naziva Gibbsova energija. To je funkcija države. D.U. Gibbs je, radeći s termodinamičkim sustavima, uspio provesti entropiju i entalpiju. Gibbsova energija, posebno, omogućuje predviđanje smjera tijeka spontanih bioloških procesa i procjenu njihove teorijski ostvarive učinkovitosti.
Ako Gibbsove zaključke primijenite na drugoTermodinamički zakon, formulacija će biti sljedeća: pri konstantnom (const) tlaku i temperaturi bez vanjskog utjecaja, sustav može podržavati spontano pojavljivanje samo takvih procesa, čija posljedica je smanjenje Gibbsove razine energije na vrijednost koja nastaje kada dostigne postojani minimum. Ravnoteža bilo kojeg termodinamičkog sustava znači invarijantnost naznačene energije (minimalne). Stoga je Gibbsova energija potencijal (slobodna entalpija) u izobarično-izotermnim sustavima. Objasnimo nam zašto je naveden minimum. Činjenica je da je ovo jedan od najvažnijih postulata ravnoteže u termodinamici: ovo stanje, pri konstantnoj temperaturi i tlaku, znači da je za sljedeću promjenu potrebno povećati razinu energije, a to je moguće samo ako se promijene bilo koji vanjski faktor.
Oznaka slova je G. Numerički je jednaka razlici između poznate entalpije i vrijednosti produkta temperature i entropije. Odnosno, Gibbsova energija može se izraziti sljedećom formulom:
G = H - (S * t),
gdje je S entropija sustava; t - temperaturatermodinamički; H je entalpija. Entropija sustava u ovoj formuli uključena je kako bi se uzela u obzir činjenica da visoka temperatura dovodi do smanjenja uređenog stanja sustava (poremećaj), dok niska temperatura - naprotiv.
Budući da su i Gibbsova energija i entalpija neki odfunkcije sustava u termodinamici, tada se promjenom G ili H mogu okarakterizirati tekuće kemijske transformacije. Ako se daju jednadžba reakcija i promjena Gibbsove energije, tada se ona klasificira kao termokemijska.
U vezi s ovom energijom može bitiformulirano je Hess-ovo pravilo: ako su tlak i temperatura nepromijenjeni, tada stvaranje novih tvari iz inicijalnih (bazičnih reagensa) dovodi do toga da se energija u sustavu mijenja, dok vrsta reakcija i njihov broj ne utječu na rezultat.
Budući da je energija navedena u članku,je varijabilna količina, za obavljanje izračuna uveden je koncept "standardne Gibbsove energije". Ova vrijednost je prisutna u bilo kojoj kemijskoj knjižici, brojčano jednaka 298 kJ / mol (imajte na umu da je dimenzija potpuno ista kao i za bilo koju drugu molarnu energiju). Ova vam vrijednost omogućuje izračunavanje promjena za gotovo bilo koji kemijski postupak.
Ako tijekom kemijske reakcije naAko je sustav eksterno izložen (posao se radi), tada se vrijednost Gibbsove energije povećava. Takve reakcije klasificiraju se kao endergonske. Prema tome, ako sam sustav radi, trošeći energiju, tada govorimo o eksergonskim manifestacijama.
Koncept Gibbsove energije našao se najširiprimjena u suvremenoj kemiji. Na primjer, sinteza polimera temelji se na reakcijama dodavanja. Prilikom njihova provođenja nekoliko čestica se kombinira u jednu, dok se vrijednost entropije smanjuje. Na temelju Gibbsove formule može se tvrditi da vanjsko djelovanje (na primjer, visoka temperatura) može preokrenuti sličnu egzotermnu reakciju dodavanja, što se potvrđuje u praksi.
