Енергія Гіббса та її використання для опису можливості протікання процесів

Термодинамічні затвердження

Цей закон допомагає зрозуміти, в якому напрямку може довільно протікати реакція, або ж вона буде перебувати в рівновазі. Наступні твердження є фундаментальними для термодинаміки:

  • Другий закон термодинаміки говорить, щоб процес у будь-якій системі відбувався довільно, його ентропія повинна збільшуватися, тобто ΔS>0.
  • При постійних температурі і тиску зміна енергії Гіббса системи визначається за формулою ΔG=ΔH−TΔS.
  • Якщо для якого-небудь процесу ΔG<0, то він протікає мимовільно і називається экзергоническим.
  • Напрямок довільного протікання конкретної реакції може залежати від температури в системі.

Мимовільні процеси

У хімії довільно протікаючими процесами називаються ті, які відбуваються без зовнішнього підведення до них енергії. Довільність протікання говорить про ймовірність такої можливості і ніяк не пов’язано з кінетикою процесу. Так, він може протікати швидко, тобто мати вибуховий характер, але може протікати і дуже повільно протягом тисяч і мільйонів років.

Класичним прикладом мимовільно протікає реакції є перетворення вуглецю у формі алмазу вуглець аллотропной модифікації графіту. Така реакція йде настільки повільно, що за час свого життя людина не помітить будь-яких змін у вихідному алмазі, тому і кажуть, що алмази – вічні, хоча якщо почекати достатній проміжок часу, то можна побачити, як блискучий камінь стає чорним, схожим на сажу графітом.