Gibbs-féle szabadenergia — Miért kell együtt ΔH és ΔS?

Miért kell együtt ΔH és ΔS?

Egy folyamatnál ΔH=+40 kJ/mol és ΔS=+150 J/(mol·K). Körülbelül milyen hőmérséklet fölött lehet ΔG negatív?

Négy előjel-kombináció

ΔG=0 határán T=ΔH/ΔS=40000/150≈267 K. E fölött az entrópiatag dominál, így ΔG negatív lehet.

Spontán nem jelent gyorsat

Állandó hőmérsékleten és nyomáson a Gibbs-energia változása, ΔG=ΔH−TΔS, megmutatja egy folyamat termodinamikai irányát. ΔG<0 esetén a megadott irány spontán lehet, ΔG=0 egyensúlyt, ΔG>0 pedig a fordított irány kedvezőségét jelzi.

Kapcsolat az egyensúllyal

Az entalpiacsökkenés energetikailag kedvezhet a folyamatnak, míg az entrópianövekedés több hozzáférhető állapot irányába hajt. A TΔS tag megmutatja, mennyire fontos az entrópia a választott hőmérsékleten. Emiatt egy reakció spontaneitása a hőmérséklettel megváltozhat.

Miért kell együtt ΔH és ΔS?

Ha ΔH<0 és ΔS>0, ΔG minden pozitív T-n kedvező. Ha ΔH>0 és ΔS<0, általában kedvezőtlen. Ha a két tag versenyez, a hőmérséklet dönthet: például ΔH>0, ΔS>0 esetén elég magas T mellett a −TΔS tag dominálhat.