Energi Bebas Gibbs. Konsep Energi Bebas Gibbs

Dalam kehidupan sehari-hari dan di laboratorium, ada reaksi dan transformasi yang bersifat spontan dan ada pula yang tidak spontan. Misalnya, semua pembakaran adalah reaksi spontan, karena sekali dimulai, itu akan berlanjut sampai semua bahan bakar habis atau sampai semua oksigen habis.

Di sisi lain, elektrolisis adalah proses non-spontan, di mana energi listrik diubah menjadi energi kimia. Contohnya adalah elektrolisis natrium klorida (NaCl). Ketika arus listrik dilewatkan pada garam cair ini, terjadi reaksi redoks dan pembentukan logam natrium (Na .).(s)) dan gas klorin (Cl2 (g)). Jika kita berhenti mengalirkan arus listrik, reaksi tidak akan berlanjut dengan sendirinya, yang menunjukkan bahwa itu tidak spontan.

Spontanitas suatu reaksi dapat diukur dengan menggunakan Persamaan Gibbs-Helmholtz, diberikan di bawah:

Persamaan Gibbs-Helmholtz untuk menentukan spontanitas suatu reaksi

Tentang apa:

G = variasi energi bebas;
H = perubahan entalpi;
T = suhu dalam Kelvin (selalu positif);
S = perubahan entropi.

Persamaan ini mengambil namanya karena diusulkan oleh fisikawan Amerika J. Willard Gibbs (1839-1903) dan oleh fisikawan Jerman Hermann Helmholtz (1821-1894).

Untuk lebih memahami bagaimana persamaan ini membantu kita menentukan spontanitas reaksi, mari kita tinjau secara singkat setiap konsep yang terlibat di dalamnya:

  • H (variasi entalpi): Entalpi (H) adalah kandungan energi suatu zat. Sejauh ini, tidak ada cara untuk menentukannya yang diketahui. Dalam praktiknya, yang dicapai adalah mengukur variasi entalpi (∆H) suatu proses, dengan menggunakan kalorimeter. Variasi ini adalah jumlah energi yang dilepaskan atau diserap dalam proses.
  • S (variasi entropi):Entropi (S) adalah besaran termodinamika yang mengukur derajat ketidakteraturan dalam suatu sistem.

Misalnya, dalam pencairan es, molekul bergerak dari padat ke cair, di mana terjadi disorganisasi yang lebih besar. Artinya pada proses ini entropi meningkat (∆S > 0).

Jangan berhenti sekarang... Ada lagi setelah iklan ;)

Dalam produksi amonia (NH3), 1 mol gas nitrogen bereaksi dengan 3 mol gas hidrogen (yaitu, 4 mol molekul dalam reaktan), menghasilkan 2 mol amonia:

tidak2 (g) +3 H2 (g) → 2 NH3 (g)

Karena jumlah molekul dalam fase gas berkurang dalam proses ini, disorganisasi menurun, yang berarti bahwa entropi juga menurun (∆S< 0).

  • G (energi bebas): Energi bebas atau Energi bebas Gibbs (karena hanya diusulkan oleh ilmuwan ini pada tahun 1878) adalah energi yang berguna dari sistem yang digunakan untuk melakukan kerja.

Suatu sistem memiliki energi global, tetapi hanya sebagian kecil dari energi itu yang akan digunakan untuk melakukan kerja, ini disebut energi bebas Gibbs, dilambangkan dengan G.

Menurut Gibbs, suatu proses dianggap spontan jika melakukan kerja, yaitu jika G berkurang. Dalam hal ini, keadaan akhir transformasi akan lebih stabil daripada keadaan awal ketika G < 0.

Berdasarkan hal tersebut, kami dapat menyimpulkan sebagai berikut:

Energi bebas Gibbs menunjukkan spontanitas suatu sistem

Kita juga dapat melihat apakah suatu proses akan spontan dengan melihat tanda aljabar ofH dan S dalam persamaan Gibbs-Helmholtz:

Kemungkinan nilai dan kombinasi energi Gibbs


Oleh Jennifer Fogaa
Lulus kimia

Apakah Anda ingin mereferensikan teks ini di sekolah atau karya akademis? Lihat:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Energi Bebas Gibbs"; Sekolah Brasil. Tersedia di: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/energia-livre-gibbs.htm. Diakses pada 28 Juni 2021.

Perhitungan tekanan osmotik. Bagaimana cara menghitung tekanan osmotik?

Perhitungan tekanan osmotik. Bagaimana cara menghitung tekanan osmotik?

ITU Tekanan Osmotik secara singkat dapat didefinisikan sebagai tekanan yang diperlukan untuk menc...

read more

Autokatalisis. Reaksi Autokatalisis

Reaksi katalisis adalah reaksi yang menggunakan katalis, yaitu zat yang mampu tingkatkan kecepata...

read more
Semprotan garam dan korosi logam. Hubungan antara udara asin dan korosi

Semprotan garam dan korosi logam. Hubungan antara udara asin dan korosi

ITU korosi yang akan kita analisis dalam teks ini mengacu pada proses deteriorasi logam melalui p...

read more