O fluxo espontâneo de processos emsistemas de tipos abertos e fechados são descritos através de um critério especial chamado energia de Gibbs. É uma função de estado. D.W. Gibbs, trabalhando com sistemas termodinâmicos, foi capaz de derivá-lo em termos de entropia e entalpia. A energia de Gibbs, em particular, permite prever a direção do curso dos processos biológicos espontâneos e estimar sua eficiência teoricamente atingível.
Se aplicarmos as conclusões de Gibbs ao segundolei termodinâmica, então a formulação será a seguinte: em pressão e temperatura constantes (const) sem influência externa, o sistema pode suportar o fluxo espontâneo de apenas tais processos, cuja consequência é uma diminuição no nível de energia de Gibbs para o valor isso ocorre quando atinge um mínimo estável. O equilíbrio de qualquer sistema termodinâmico significa a invariabilidade da energia especificada (mínimo). Portanto, a energia de Gibbs é o potencial (entalpia livre) em sistemas isobárico-isotérmicos. Vamos explicar porque exatamente o mínimo é indicado. O fato é que este é um dos postulados de equilíbrio mais importantes em termodinâmica: este estado com temperatura e pressão constantes significa que para a próxima mudança é necessário aumentar o nível de energia, e isso só é possível quando alguns fatores externos mudam.
Designação das letras - G. Numericamente igual à diferença entre a entalpia conhecida e o valor do produto da temperatura pela entropia. Ou seja, a energia de Gibbs pode ser expressa por meio da seguinte fórmula:
G = H - (S * t),
onde S é a entropia do sistema; t - temperaturatermodinâmico; H é a entalpia. A entropia do sistema está incluída nesta fórmula para levar em consideração o fato de que uma alta temperatura leva a uma diminuição do estado ordenado do sistema (desordem), enquanto uma baixa temperatura leva ao contrário.
Uma vez que a energia de Gibbs e a entalpia são uma dasfunções do sistema em termodinâmica, então mudando G ou H pode-se caracterizar as transformações químicas em curso. Se a equação da reação e a mudança na energia de Gibbs forem fornecidas, ela será classificada como termoquímica.
Com relação a essa energia, pode sera Regra de Hess é formulada: se a pressão e a temperatura não mudam, então a criação de novas substâncias a partir do inicial (reagentes básicos) leva ao fato de que a energia no sistema muda, enquanto o tipo de reações que ocorrem e seu número não afetar o resultado de alguma forma.
Uma vez que a energia mencionada no artigo éé uma quantidade variável, o conceito de "energia de Gibbs padrão" foi introduzido para realizar cálculos. Este valor está presente em qualquer livro de referência química, numericamente igual a 298 kJ / mol (observe que a dimensão é exatamente a mesma de qualquer outra energia molar). Este valor permite calcular a mudança para quase todos os processos químicos.
Se durante uma reação química emo sistema é exposto a influências externas (o trabalho é feito), então o valor da energia de Gibbs aumenta. Essas reações são chamadas de endergônicas. Conseqüentemente, se o próprio sistema funciona, gastando energia, então estamos falando de manifestações exergônicas.
O conceito de energia de Gibbs encontrou o mais amploaplicação na química moderna. Por exemplo, a síntese de polímeros é baseada em reações de adição. Quando são realizadas, várias partículas são combinadas em uma, enquanto o valor da entropia diminui. Com base na fórmula de Gibbs, pode-se argumentar que uma ação externa (por exemplo, alta temperatura) pode reverter tal reação de adição exotérmica, o que é confirmado na prática.
