Về công cụ này
Công cụ tính Năng lượng Tự do Gibbs là một công cụ nhiệt động lực học miễn phí chạy trong trình duyệt được xây dựng trên ΔG = ΔH − T·ΔS. Chọn đại lượng để giải — ΔG, ΔH, ΔS, nhiệt độ T, hoặc hằng số cân bằng K — và nó trả về giá trị đó cùng với một phán định tính tự diễn dựa trên dấu của ΔG.
Chú ý các đơn vị, là nguồn lỗi phổ biến nhất: entanpi ΔH và năng lượng tự do ΔG được nhập theo kJ/mol, nhưng entropy ΔS được nhập theo J/mol·K. Công cụ chuyển đổi ΔS bằng cách chia cho 1000, nên nó đánh giá ΔG = ΔH − T·(ΔS ⁄ 1000) và đáp án vẫn theo kJ/mol. Giải cho entropy sắp xếp lại thành ΔS = (ΔH − ΔG)·1000 ⁄ T (trở lại J/mol·K), và giải cho nhiệt độ cho T = (ΔH − ΔG)·1000 ⁄ ΔS.
Mọi thứ chạy cục bộ trong trình duyệt của bạn mà không tải lên. Hằng số cân bằng được liên kết qua năng lượng tự do chuẩn: ΔG° = −R·T·ln K, nên K = exp(−ΔG°·1000 ⁄ (R·T)) với R = 8.314 J/mol·K và ΔG° theo kJ/mol (nhân với 1000 để khớp với joule của R). Một ΔG âm nghĩa là một phản ứng tự diễn (thiên về sản phẩm), bằng không nghĩa là cân bằng, và một ΔG dương nghĩa là một phản ứng không tự diễn.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao ΔS theo J nhưng ΔG và ΔH theo kJ?
Theo quy ước, entropy được lập bảng theo J/mol·K trong khi entanpi phản ứng và năng lượng tự do theo kJ/mol. Máy tính xử lý sự không khớp bằng cách chia ΔS cho 1000 bên trong ΔG = ΔH − T·(ΔS ⁄ 1000), nên bạn có thể nhập mỗi cái theo đơn vị thường dùng của nó.
ΔG xác định tính tự diễn thế nào?
Một ΔG âm đánh dấu một quá trình tự diễn, thiên về sản phẩm ở các điều kiện cho trước; ΔG = 0 nghĩa là hệ ở trạng thái cân bằng; và một ΔG dương nghĩa là phản ứng không tự diễn theo chiều thuận và được ưu tiên theo chiều nghịch. Tính tự diễn luôn tham chiếu dấu của ΔG, không phải ΔH.
Hằng số cân bằng K được tính thế nào?
Từ năng lượng tự do chuẩn: ΔG° = −R·T·ln K, sắp xếp lại thành K = exp(−ΔG°·1000 ⁄ (R·T)). R = 8.314 J/mol·K, nên ΔG° theo kJ/mol được nhân với 1000 để khớp, và T phải là một nhiệt độ dương theo kelvin.
Một phản ứng có thể chuyển đổi giữa tự diễn và không tự diễn không?
Có. Vì ΔG = ΔH − TΔS, nhiệt độ có thể lật dấu khi ΔH và ΔS cùng dấu. Giải cho T tại ΔG = 0 cho nhiệt độ chuyển giao T = (ΔH ⁄ ΔS)·1000 nơi tính tự diễn thay đổi.
Công cụ khác