Приращение энергии Гиббса в ходе х.р., алгоритм расчета на основании стандартных термодинамических велечин

Приращение энергии Гиббса
∆ G=∆H-T∆S

В химических процессах одновременно действуют два противоположных фактора — энтропийный () и энтальпийный (). Суммарный эффект этих противоположных факторов в процессах, протекающих при постоянном давлении и температуре, определяет изменение энергии Гиббса ():

Из этого выражения следует, что, то есть некоторое количество теплоты расходуется на увеличение энтропии (), эта часть энергии потеряна для совершения полезной работы (рассеивается в окружающую среду в виде тепла), её часто называют связанной энергией. Другая часть теплоты () может быть использована для совершения работы, поэтому энергию Гиббса часто называют также свободной энергией.

Характер изменения энергии Гиббса позволяет судить о принципиальной возможности осуществления процесса. При процесс может протекать, при процесс протекать не может (иными словами, если энергия Гиббса в исходном состоянии системы больше, чем в конечном, то процесс принципиально может протекать, если наоборот — то не может). Если же, то система находится в состоянии химического равновесия.

30.Зависимость изобарно-изотермического потенциала от температуры: качественный и количественный анализ.

В зависимости от температуры влияние одного из этих факторов на значение и знак G, и следовательно, на направление процесса может быть определяющим.
Tак при достаточно высоких температурах │T∆S│ > │∆H│, следовательно и G<0, если ∆S > 0. Таким образом, критерием принципиальной осуществимости процесса при достаточно высоких температурах является изменение энтропии. При высоких температурах самопроизвольно могут протекать только реакции, сопровождающиеся увеличением энтропией.
При низких температурах для реакций со значительным тепловым эффектом │∆H│≥│T∆S│ и G, следовательно, G<0 если Н<0. Таким образом, возможность самопроизвольного протекания реакции при низких температурах определяется изменением энтальпии. При низких температурах самопроизвольно могут протекать только экзотермические реакции.
Для большинства реакций, идущих при обычной температуре и атмосферном давлении, │∆H│ > │T∆S│, т.е. в обычных условиях эндотермические реакции (Н>0.) редко протекают самопроизвольно, в отличии от экзотермических (Н<0.).

Уравнение Гиббса – Гельмгольца. Эта зависимость позволяет заменить недоступную для непосредственных измерений функцию – энтропию на измеряемую величину - температурную зависимость энергии Гиббса. В результате подстановки этого выражения в уравнение (7.21) получаем

G  H +T (7.23)

Аналогично можно представить энергию Гельмгольца

А  U +T (7.24)