La natura spontanea dei processi ini sistemi di tipi aperti e chiusi sono descritti attraverso un criterio speciale, chiamato energia di Gibbs. È una funzione dello stato. DU Gibbs, lavorando con i sistemi termodinamici, riuscì a dedurlo attraverso l'entropia e l'entalpia. L'energia di Gibbs, in particolare, consente di prevedere la direzione del flusso di processi biologici spontanei e di valutare la loro efficienza teoricamente raggiungibile.

Se applichiamo le conclusioni di Gibbs al secondolegge della termodinamica, la formulazione sarà il seguente: la costante (const) pressione e temperatura senza sistema di feedback esterno possono sostenere un flusso spontaneo di tali processi, a seguito della quale è di ridurre il livello di energia di Gibbs per un valore che si verifica quando raggiunge il suo minimo costante. Equilibrio termodinamico qualsiasi sistema significa invariabilità della detta potenza (minimo). Quindi l'energia di Gibbs è un potenziale (entalpia libera) nei sistemi isobarica-isotermici. Cerchiamo di spiegare il motivo per cui è specificato minimo. Il fatto che questo è uno dei più importanti principi della termodinamica di equilibrio: determinato stato ad un'immutability temperatura e pressione significa che il prossimo cambio è necessario aumentare il livello di energia, e questo è possibile solo quando si modifica eventuali fattori esterni.

La designazione della lettera è G. Numericamente uguale alla differenza tra l'entalpia conosciuta e il valore del prodotto della temperatura per entropia. Cioè, l'energia di Gibbs può essere espressa attraverso la seguente formula:

G = H - (S * t),

dove S è l'entropia del sistema; t è la temperaturatermodinamico; H è l'entalpia. L'entropia del sistema in questa formula è inclusa per tenere conto del fatto che un'alta temperatura porta ad una diminuzione dello stato ordinato del sistema (disturbo), mentre una bassa porta ad una diminuzione dello stato ordinato del sistema (disturbo).

Poiché sia ​​l'energia di Gibbs che l'entalpia sono una dellefunzioni del sistema in termodinamica, quindi modificando G o H si possono caratterizzare le trasformazioni chimiche in corso. Se viene data l'equazione di reazione e il cambiamento nell'energia di Gibbs, allora viene classificato come termochimico.

Applicabile a questa energia può essereLa regola di Hess è formulata: se la pressione e la temperatura sono invariate, la creazione di nuove sostanze dall'iniziale (reagenti di base) porta al fatto che l'energia nel sistema cambia, mentre il tipo di reazioni che si verificano e la loro quantità non influenzano il risultato.

Dal momento che l'energia, di cui all'articolo,è una quantità variabile, quindi è stato introdotto il concetto di "energia standard di Gibbs" per eseguire i calcoli. Questo valore è presente in qualsiasi libro di riferimento chimico, numericamente uguale a 298 kJ / mol (si noti che la dimensione è esattamente la stessa di qualsiasi altra energia molare). Questo valore consente di calcolare il cambiamento per quasi tutti i processi chimici.

Se durante il corso della reazione chimica ail sistema è influenzato esternamente (il lavoro è fatto), quindi il valore dell'energia di Gibbs aumenta. Tali reazioni sono indicate come endergoniche. Di conseguenza, se il sistema stesso funziona, consumando energia, allora stiamo parlando di manifestazioni esoteriche.

Il concetto di energia di Gibbs ha trovato il più ampioapplicazione nella chimica moderna. Ad esempio, la sintesi dei polimeri si basa sulle reazioni di addizione. Quando vengono eseguite, diverse particelle vengono riunite in una, mentre il valore di entropia diminuisce. Sulla base della formula di Gibbs, si può affermare che un'azione esterna (ad esempio quella ad alta temperatura) può invertire una reazione esotermica di addizione, che è confermata nella pratica.