Sự khác biệt giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn

Các sự khác biệt chính giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là Năng lượng tự do Gibbs phụ thuộc vào các điều kiện thí nghiệm trong khi năng lượng tự do tiêu chuẩn mô tả năng lượng tự do Gibbs cho các chất phản ứng và các sản phẩm ở trạng thái tiêu chuẩn của chúng.

Các thuật ngữ năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là phổ biến trong hóa học vật lý. Cả hai thuật ngữ này cho một ý tưởng gần như tương tự với một chút khác biệt. Sự khác biệt duy nhất giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là trong các điều kiện thí nghiệm của chúng như nhiệt độ và áp suất. Hãy để chúng tôi nói chi tiết hơn về các điều khoản này.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Năng lượng miễn phí Gibbs là gì
3. Năng lượng miễn phí tiêu chuẩn là gì
4. So sánh cạnh nhau - Năng lượng miễn phí Gibbs so với năng lượng miễn phí tiêu chuẩn ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Năng lượng miễn phí Gibbs là gì?

Năng lượng tự do Gibbs là một đại lượng nhiệt động bằng entanpy (của một hệ thống hoặc quá trình) trừ đi sản phẩm của entropy và nhiệt độ tuyệt đối. Biểu tượng cho điều này là làng G mệnh. nó kết hợp entanpy và entropy của một hệ thống thành một giá trị duy nhất. Chúng ta có thể biểu thị một sự thay đổi trong năng lượng này là Hồi ∆G. Sự thay đổi này có thể xác định hướng của phản ứng hóa học ở nhiệt độ không đổi và áp suất không đổi.

Hơn nữa, nếu giá trị của ∆G là dương, thì đó là phản ứng không tự phát trong khi G âm cho thấy phản ứng tự phát. Thuật ngữ năng lượng tự do Gibbs được phát triển bởi Josiah Willard Gibbs (1870). Phương trình cho đại lượng này như sau:

Hình 01: Phương trình cho năng lượng tự do Gibbs, trong đó G là năng lượng tự do Gibbs, H là entanpy, T là nhiệt độ tuyệt đối và S là entropy

Năng lượng miễn phí tiêu chuẩn là gì?

Năng lượng tự do tiêu chuẩn là một đại lượng nhiệt động lực học cung cấp năng lượng tự do Gibbs ở điều kiện thí nghiệm tiêu chuẩn. Điều này có nghĩa, để đặt tên năng lượng của hệ nhiệt động là năng lượng tự do tiêu chuẩn, các chất phản ứng và sản phẩm của hệ thống đó phải ở điều kiện tiêu chuẩn. Hầu hết thời gian, theo các trạng thái tiêu chuẩn, được áp dụng.

• Khí: áp suất một phần atm
• Chất lỏng tinh khiết: chất lỏng dưới áp suất tổng cộng 1 atm
• Giải pháp: nồng độ hiệu quả là 1 M
• Chất rắn: chất rắn nguyên chất dưới áp suất 1 atm

Thông thường, nhiệt độ bình thường cho một hệ thống nhiệt động là 298,15 K (hoặc 25◦C) cho hầu hết các mục đích thực tế vì chúng tôi thực hiện các thí nghiệm ở nhiệt độ này. Nhưng nhiệt độ chuẩn chính xác là 273 K (0 C).

Sự khác biệt giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là gì?

Năng lượng tự do Gibbs là một đại lượng nhiệt động bằng entanpy (của một hệ thống hoặc quá trình) trừ đi sản phẩm của entropy và nhiệt độ tuyệt đối. Quan trọng hơn, chúng tôi tính toán đại lượng này cho nhiệt độ và áp suất thực tế của thí nghiệm. Năng lượng tự do tiêu chuẩn là một đại lượng nhiệt động lực học cung cấp năng lượng tự do Gibbs ở điều kiện thí nghiệm tiêu chuẩn. Đây là sự khác biệt chính giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn. Mặc dù năng lượng tự do tiêu chuẩn tương tự như ý tưởng về năng lượng tự do Gibbs, chúng tôi chỉ tính toán nó cho các hệ nhiệt động có chất phản ứng và sản phẩm ở trạng thái tiêu chuẩn.

Tóm tắt - Năng lượng miễn phí Gibbs so với năng lượng miễn phí tiêu chuẩn

Cả năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn mô tả ý tưởng gần như tương tự trong nhiệt động lực học. Sự khác biệt giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là năng lượng tự do Gibbs phụ thuộc vào điều kiện thí nghiệm trong khi năng lượng tự do tiêu chuẩn mô tả năng lượng tự do Gibbs cho các chất phản ứng và sản phẩm ở trạng thái tiêu chuẩn của chúng.

Tài liệu tham khảo:

1. Thư viện. Năng lượng Gibbs (Miễn phí). Hóa học LibreTexts, Libretexts, ngày 13 tháng 1 năm 2018. Có sẵn tại đây
2. Mott, Vallerie. Giới thiệu về Hóa học. Lumen, Mở sách giáo khoa SUNY. Có sẵn ở đây