Про цей інструмент
Калькулятор вільної енергії Гіббса — це безкоштовний браузерний термодинамічний інструмент, побудований на ΔG = ΔH − T·ΔS. Оберіть, яку величину обчислювати — ΔG, ΔH, ΔS, температуру T чи константу рівноваги K — і він поверне це значення разом із висновком про самочинність на основі знака ΔG.
Стежте за одиницями, які є найпоширенішим джерелом помилок: ентальпія ΔH та вільна енергія ΔG вводяться в kJ/mol, але ентропія ΔS вводиться в J/mol·K. Інструмент перетворює ΔS діленням на 1000, тож він обчислює ΔG = ΔH − T·(ΔS ⁄ 1000), і відповідь залишається в kJ/mol. Розв'язання для ентропії перетворюється на ΔS = (ΔH − ΔG)·1000 ⁄ T (знову в J/mol·K), а розв'язання для температури дає T = (ΔH − ΔG)·1000 ⁄ ΔS.
Усе працює локально у вашому браузері без завантажень. Константа рівноваги пов'язана через стандартну вільну енергію: ΔG° = −R·T·ln K, тож K = exp(−ΔG°·1000 ⁄ (R·T)) з R = 8.314 J/mol·K та ΔG° у kJ/mol (помножено на 1000, щоб відповідати джоулям R). Від'ємне ΔG означає самочинну (продукт-сприятливу) реакцію, нуль означає рівновагу, а додатне ΔG означає несамочинну.
Поширені запитання
Чому ΔS у J, але ΔG та ΔH у kJ?
За домовленістю ентропії табулюються в J/mol·K, тоді як ентальпії реакцій та вільні енергії — у kJ/mol. Калькулятор обробляє цю невідповідність діленням ΔS на 1000 усередині ΔG = ΔH − T·(ΔS ⁄ 1000), тож ви можете вводити кожне у своїй звичній одиниці.
Як ΔG визначає самочинність?
Від'ємне ΔG позначає самочинний, продукт-сприятливий процес за даних умов; ΔG = 0 означає, що система перебуває в рівновазі; а додатне ΔG означає, що реакція несамочинна вперед і сприятлива у зворотному напрямку. Самочинність завжди стосується знака ΔG, а не ΔH.
Як обчислюється константа рівноваги K?
Зі стандартної вільної енергії: ΔG° = −R·T·ln K, перетворено на K = exp(−ΔG°·1000 ⁄ (R·T)). R = 8.314 J/mol·K, тож ΔG° у kJ/mol множиться на 1000 для відповідності, а T має бути додатною температурою в кельвінах.
Чи може реакція перемикатися між самочинною та ні?
Так. Оскільки ΔG = ΔH − TΔS, температура може змінити знак, коли ΔH та ΔS мають однаковий знак. Розв'язання для T при ΔG = 0 дає температуру переходу T = (ΔH ⁄ ΔS)·1000, де самочинність змінюється.
Більше інструментів