Kľúčový rozdiel medzi Gibbsovou voľnou energiou a štandardnou voľnou energiou je v tom, že Gibbsova voľná energia závisí od experimentálnych podmienok, zatiaľ čo štandardná voľná energia popisuje Gibbsovu voľnú energiu pre reaktanty a produkty, ktoré sú v štandardnom stave.
Pojmy Gibbsova voľná energia a štandardná voľná energia sú bežné vo fyzikálnej chémii. Oba tieto výrazy poskytujú takmer podobnú myšlienku s malým rozdielom. Jediný rozdiel medzi Gibbsovou voľnou energiou a štandardnou voľnou energiou je v ich experimentálnych podmienkach, ako je teplota a tlak. Povedzme si viac podrobností o týchto podmienkach.
Čo je Gibbsova bezplatná energia?
Gibbsova voľná energia je termodynamická veličina rovnajúca sa entalpii (systému alebo procesu) mínus súčin entropie a absolútnej teploty. Symbol pre to je „G“. kombinuje entalpiu a entropiu systému do jedinej hodnoty. Zmenu tejto energie môžeme označiť ako „∆G“. Táto zmena môže určiť smer chemickej reakcie pri konštantnej teplote a konštantnom tlaku.
Navyše, ak je hodnota ∆G kladná, ide o nespontánnu reakciu, zatiaľ čo záporná ∆G znamená spontánnu reakciu. Termín Gibbsova voľná energia vyvinul Josiah Willard Gibbs (1870). Rovnica pre toto množstvo je nasledovná:
Obrázok 01: Rovnica pre Gibbsovu voľnú energiu, kde G je Gibbsova voľná energia, H je entalpia, T je absolútna teplota a S je entropia
Čo je štandardná bezplatná energia?
Štandardná voľná energia je termodynamická veličina, ktorá dáva Gibbsovi voľnú energiu za štandardných experimentálnych podmienok. To znamená, že ak chceme pomenovať energiu termodynamického systému ako štandardnú voľnú energiu, reaktanty a produkty tohto systému by mali byť za štandardných podmienok. Vo väčšine prípadov platia štandardné stavy.
- Plyny: 1 atm parciálny tlak
- Čisté kvapaliny: kvapalina pod celkovým tlakom 1 atm
- Solutes: účinná koncentrácia 1 M
- Pevné látky: čistá tuhá látka pod tlakom 1 atm
Na väčšinu praktických účelov je normálna teplota pre termodynamický systém 298,15 K (alebo 25◦C), pretože experimenty robíme pri tejto teplote. Ale presná štandardná teplota je 273 K (0 ◦C).
Aký je rozdiel medzi Gibbsovou bezplatnou energiou a štandardnou bezplatnou energiou?
Gibbsova voľná energia je termodynamická veličina rovnajúca sa entalpii (systému alebo procesu) mínus súčin entropie a absolútnej teploty. Ešte dôležitejšie je, že vypočítame túto veličinu pre skutočnú teplotu a tlak experimentu. Štandardná voľná energia je termodynamická veličina, ktorá dáva Gibbsovi voľnú energiu za štandardných experimentálnych podmienok. Toto je kľúčový rozdiel medzi Gibbsovou voľnou energiou a štandardnou voľnou energiou. Hoci štandardná voľná energia je podobná myšlienke Gibbsovej voľnej energie, počítame ju len pre termodynamické systémy, ktoré majú reaktanty a produkty v ich štandardnom stave.
Zhrnutie – Gibbsova bezplatná energia verzus štandardná bezplatná energia
Gibbsova voľná energia aj štandardná voľná energia opisujú takmer podobnú myšlienku v termodynamike. Rozdiel medzi Gibbsovou voľnou energiou a štandardnou voľnou energiou je v tom, že Gibbsova voľná energia závisí od experimentálnych podmienok, zatiaľ čo štandardná voľná energia popisuje Gibbsovu voľnú energiu pre reaktanty a produkty, ktoré sú v štandardnom stave.
