Klíčový rozdíl mezi Gibbsovou volnou energií a standardní volnou energií je v tom, že Gibbsova volná energie závisí na experimentálních podmínkách, zatímco standardní volná energie popisuje Gibbsovu volnou energii pro reaktanty a produkty, které jsou ve standardním stavu.
Pojmy Gibbsova volná energie a standardní volná energie jsou běžné ve fyzikální chemii. Oba tyto termíny poskytují téměř podobnou myšlenku s malým rozdílem. Jediný rozdíl mezi Gibbsovou volnou energií a standardní volnou energií je v jejich experimentálních podmínkách, jako je teplota a tlak. Promluvme si podrobněji o těchto podmínkách.
Co je Gibbs Free Energy?
Gibbsova volná energie je termodynamická veličina rovna entalpii (systému nebo procesu) mínus součin entropie a absolutní teploty. Symbolem je „G“. kombinuje entalpii a entropii systému do jediné hodnoty. Změnu této energie můžeme označit jako „∆G“. Tato změna může určit směr chemické reakce při konstantní teplotě a konstantním tlaku.
Pokud je navíc hodnota ∆G kladná, jedná se o nespontánní reakci, zatímco záporná ∆G znamená spontánní reakci. Termín Gibbs volná energie byl vyvinut Josiahem Willardem Gibbsem (1870). Rovnice pro toto množství je následující:
Obrázek 01: Rovnice pro Gibbsovu volnou energii, kde G je Gibbsova volná energie, H je entalpie, T je absolutní teplota a S je entropie
Co je standardní bezplatná energie?
Standardní volná energie je termodynamická veličina, která dává Gibbsovi volnou energii za standardních experimentálních podmínek. To znamená, že aby bylo možné pojmenovat energii termodynamického systému jako standardní volnou energii, reaktanty a produkty tohoto systému by měly být za standardních podmínek. Ve většině případů platí následující standardní stavy.
- Plyny: 1 atm parciální tlak
- Čisté kapaliny: kapalina pod celkovým tlakem 1 atm
- Solutes: účinná koncentrace 1 M
- Pevné látky: čistá pevná látka pod tlakem 1 atm
Normální teplota pro termodynamický systém je pro většinu praktických účelů 298,15 K (nebo 25◦C), protože experimenty provádíme při této teplotě. Ale přesná standardní teplota je 273 K (0 ◦C).
Jaký je rozdíl mezi Gibbsovou volnou energií a standardní volnou energií?
Gibbsova volná energie je termodynamická veličina rovna entalpii (systému nebo procesu) mínus součin entropie a absolutní teploty. Ještě důležitější je, že tuto veličinu vypočítáme pro skutečnou teplotu a tlak experimentu. Standardní volná energie je termodynamická veličina, která dává Gibbsovi volnou energii za standardních experimentálních podmínek. Toto je klíčový rozdíl mezi Gibbsovou volnou energií a standardní volnou energií. Ačkoli standardní volná energie je podobná myšlence Gibbsovy volné energie, počítáme ji pouze pro termodynamické systémy, které mají reaktanty a produkty ve standardním stavu.
Shrnutí – Gibbsova bezplatná energie vs. standardní bezplatná energie
Jak Gibbsova volná energie, tak standardní volná energie popisují téměř podobnou myšlenku v termodynamice. Rozdíl mezi Gibbsovou volnou energií a standardní volnou energií je ten, že Gibbsova volná energie závisí na experimentálních podmínkách, zatímco standardní volná energie popisuje Gibbsovu volnou energii pro reaktanty a produkty, které jsou ve standardním stavu.
