طاقة جيبس الحرة
طاقة جيبس الحرة هي عبارة عن مقياس لإمكانية العمل العكسي أو الأقصى الذي يمكن القيام به من خلال نظام في درجة حرارة وضغط ثابتين، وهي خاصية ديناميكية حرارية عرّفها عالم الفيزياء والكيمياء والرياضيات جوزيه ويلارد جيبس في سنة 1876 للتنبؤ ما إذا كانت العملية ستحدث تلقائيًا عند درجة حرارة ثابتة وضغط ثابت.
يتم كتابة معادلة جيبس للطاقة الحرة كالتالي:
G = H – T.S
إذ أن الطاقة الكلية للنظام وتسمى أيضًا هاملتوني H
هي درجة الحرارة T
القصور الحراري S
النظام الدولي للوحدات لطاقة جيبس هو الكيلوجول (KJ).
G: إن التغييرات في طاقة جيبس الحرة تتوافق مع التغيرات في الطاقة الحرة للعمليات في درجة حرارة وضغط ثابت وهذا التغيير هو الحد الأقصى للعمل غير التوسعي الذي يمكن الحصول عليه في ظل هذه الظروف في نظام مغلق.
ΔG: سالب للعمليات التلقائية وإيجابي للعمليات غير التلقائية والصفر للعمليات في حالة التوازن. في بعض الأوقات، يتم استعمال مصطلح “المحتوى الحراري الحر” لتمييزه عن طاقة هلمهولتز الحرة. أما بالنسبة للمصطلحات الموصى بها من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) هي: Gibbs هي طاقة، أو Gibbs وظيفة
طاقة حرة إيجابية وسلبية
يمكن استعمال رمز قيمة طاقة جيبس لتحديد ما إذا كان التفاعل الكيميائي يتواصل تلقائيًا أم لا، إذا كانت علامة ΔG إيجابية، الطاقة الإضافية يجب أن تكون مساهمة لحدوث رد فعل.أما إذا كانت علامة ΔG سلبية، يكون التفاعل مواتيًا للديناميكا الحرارية وسيحدث تلقائيًا.
ومع ذلك، فمجرد حدوث رد فعل تلقائي لا يعني بتاتًا أنه حدوثه سيكون بشكل سريع، لهذا نجد أن تكوّن الصدأ يحدث من تلقاء نفسه، ومع ذلك يحدث ببطء شديد يمكن مراقبته.رد فعل الماس للجرافيت لديه كذلك ΔG سلبية عند 25 درجة مئوية و 1 ضغط جوي. لهذا حتى الآن لا نرى أن الألماس يتحول تلقائيًا إلى الجرافيت.
المراجع
www.ibelieveinsci.com
التصانيف
مفاهيم ترموديناميكية كيمياء فيزيائية العلوم البحتة كيمياء فيزياء العلوم التطبيقية