გიბსის თავისუფალ ენერგიასა და სტანდარტულ თავისუფალ ენერგიას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ გიბსის თავისუფალი ენერგია დამოკიდებულია ექსპერიმენტულ პირობებზე, მაშინ როდესაც სტანდარტული თავისუფალი ენერგია აღწერს გიბსის თავისუფალ ენერგიას რეაქტორებისთვის და პროდუქტებისთვის, რომლებიც სტანდარტულ მდგომარეობაშია.
ტერმინები გიბსის თავისუფალი ენერგია და სტანდარტული თავისუფალი ენერგია გავრცელებულია ფიზიკურ ქიმიაში. ორივე ეს ტერმინი იძლევა თითქმის მსგავს იდეას მცირე განსხვავებებით. გიბსის თავისუფალ ენერგიასა და სტანდარტულ თავისუფალ ენერგიას შორის განსხვავება მხოლოდ მათ ექსპერიმენტულ პირობებშია, როგორიცაა ტემპერატურა და წნევა. მოდით ვისაუბროთ უფრო დეტალურად ამ ტერმინებზე.
რა არის გიბსის თავისუფალი ენერგია?
გიბის თავისუფალი ენერგია არის თერმოდინამიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია ენთალპიის (სისტემის ან პროცესის) ენტროპიისა და აბსოლუტური ტემპერატურის ნამრავლის გამოკლებით. ამის სიმბოლოა "G". ის აერთიანებს სისტემის ენთალპიას და ენტროპიას ერთ მნიშვნელობად. ამ ენერგიის ცვლილება შეგვიძლია აღვნიშნოთ როგორც "∆G". ამ ცვლილებას შეუძლია განსაზღვროს ქიმიური რეაქციის მიმართულება მუდმივ ტემპერატურაზე და მუდმივ წნევაზე.
უფრო მეტიც, თუ ∆G-ის მნიშვნელობა დადებითია, ეს არის არასპონტანური რეაქცია, ხოლო უარყოფითი ∆G მიუთითებს სპონტანურ რეაქციაზე. ტერმინი გიბსის თავისუფალი ენერგია შეიმუშავა ჯოსია უილარდ გიბსმა (1870). ამ რაოდენობის განტოლება ასეთია:
სურათი 01: განტოლება გიბსის თავისუფალი ენერგიისთვის, სადაც G არის გიბსის თავისუფალი ენერგია, H არის ენთალპია, T არის აბსოლუტური ტემპერატურა და S არის ენტროპია
რა არის სტანდარტული თავისუფალი ენერგია?
სტანდარტული თავისუფალი ენერგია არის თერმოდინამიკური სიდიდე, რომელიც აძლევს გიბსის თავისუფალ ენერგიას სტანდარტულ ექსპერიმენტულ პირობებში. ეს ნიშნავს, რომ თერმოდინამიკური სისტემის ენერგია სტანდარტულ თავისუფალ ენერგიად დასახელებისთვის, ამ სისტემის რეაქტანტები და პროდუქტები უნდა იყოს სტანდარტულ პირობებში. უმეტეს შემთხვევაში, გამოიყენება სტანდარტული მდგომარეობების შესაბამისად.
- გაზები: 1 atm ნაწილობრივი წნევა
- სუფთა სითხეები: სითხე 1 ატმ საერთო წნევის ქვეშ
- ხსნარი: ეფექტური კონცენტრაცია 1 M
- მყარი ნივთიერებები: სუფთა მყარი 1 ატმ წნევის ქვეშ
ჩვეულებრივ, თერმოდინამიკური სისტემის ნორმალური ტემპერატურა არის 298,15 K (ან 25◦C) უმეტესი პრაქტიკული მიზნებისათვის, რადგან ჩვენ ექსპერიმენტებს ვაკეთებთ ამ ტემპერატურაზე. მაგრამ ზუსტი სტანდარტული ტემპერატურაა 273 K (0 ◦C).
რა განსხვავებაა გიბსის თავისუფალ ენერგიასა და სტანდარტულ თავისუფალ ენერგიას შორის?
გიბის თავისუფალი ენერგია არის თერმოდინამიკური სიდიდე, რომელიც ტოლია ენთალპიის (სისტემის ან პროცესის) ენტროპიისა და აბსოლუტური ტემპერატურის ნამრავლის გამოკლებით. რაც მთავარია, ჩვენ ვიანგარიშებთ ამ რაოდენობას ექსპერიმენტის ფაქტობრივი ტემპერატურისა და წნევისთვის. სტანდარტული თავისუფალი ენერგია არის თერმოდინამიკური სიდიდე, რომელიც აძლევს გიბსის თავისუფალ ენერგიას სტანდარტულ ექსპერიმენტულ პირობებში. ეს არის მთავარი განსხვავება გიბსის თავისუფალ ენერგიასა და სტანდარტულ თავისუფალ ენერგიას შორის. მიუხედავად იმისა, რომ სტანდარტული თავისუფალი ენერგია მსგავსია გიბსის თავისუფალი ენერგიის იდეისა, ჩვენ მას ვიანგარიშებთ მხოლოდ თერმოდინამიკური სისტემებისთვის, რომლებსაც აქვთ რეაქტანტები და პროდუქტები სტანდარტულ მდგომარეობაში.
რეზიუმე – გიბსის თავისუფალი ენერგია სტანდარტული თავისუფალი ენერგიის წინააღმდეგ
გიბსის თავისუფალი ენერგია და სტანდარტული თავისუფალი ენერგია აღწერს თითქმის მსგავს იდეას თერმოდინამიკაში.განსხვავება გიბსის თავისუფალ ენერგიასა და სტანდარტულ თავისუფალ ენერგიას შორის არის ის, რომ გიბსის თავისუფალი ენერგია დამოკიდებულია ექსპერიმენტულ პირობებზე, ხოლო სტანდარტული თავისუფალი ენერგია აღწერს გიბსის თავისუფალ ენერგიას რეაქტიანტებისა და პროდუქტებისთვის, რომლებიც სტანდარტულ მდგომარეობაში არიან.
