16 Novembre 2021
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Qual è la differenza tra l’energia libera di Gibbs e l’entropia?

Sto avendo problemi (non da solo, a quanto pare) a capire il concetto di energia libera di Gibbs, ma sto cominciando a farlo. Quello che ancora non capisco, tuttavia, è come l’energia libera di Gibbs di formazione differisce dal calore o dall’entalpia di formazione. È più preciso, in qualche modo? dato che l’entropia è contabilizzata nell’energia libera di Gibbs?

Grazie in anticipo

1 Risposta 1

L’energia libera di Gibbs non è più “precisa”. I due sono diversi ma complementari. L’entalpia e l’energia libera di Gibbs indicano cose diverse. L’entalpia può dirvi la stabilità relativa dei prodotti e dei reagenti. L’energia libera di Gibbs invece può dirvi se una reazione è spontanea (se una reazione avverrà) in un insieme di condizioni specifiche.

Molte persone confondono le reazioni esotermiche – miglioramento del legame – con le reazioni spontanee. Se è vero che una reazione di miglioramento del legame è di per sé abbastanza favorevole – dopo tutto – tutti i processi chimici tendono verso una maggiore stabilità e una minore energia potenziale – dobbiamo ricordare che c’è un’altra dimensione al problema del raggiungimento della massima stabilità – cioè l’entropia (una misura del disordine).

Ricordiamo che tutti i processi fisici tendono verso maggiore entropia (maggiore disordine). Proprio come la propria camera da letto diventa sempre più caotica nonostante le suppliche della mamma di pulire la stanza, anche i processi fisici tendono al caos (disordine). L’energia libera di Gibbs tiene conto dell’entropia con l’entalpia e può dirci se un processo andrà effettivamente avanti.

Considerate questa reazione:

Considerate solo la reazione in avanti. La reazione in avanti è spontanea in condizioni di stato standard e a 298 K – cioè abbiamo un valore negativo dell’energia libera di Gibbs. Non mi credete? Il biossido di azoto è marrone. Il tetraossido di azoto invece è incolore. Mettete un po’ di diossido di azoto marrone in un pallone e se lo osservate, noterete che il colore marrone sbiadisce un po’ quando si produce il tetraossido di azoto incolore.

L’entalpia di reazione è decisamente negativa – la reazione è esotermica perché la reazione è una reazione di dimerizzazione – qui stiamo formando un legame (in particolare, un legame N-N) usando due molecole di biossido di azoto (che sono in realtà radicali, e ricordate che i radicali sono altamente instabili). Il tetraossido di azoto però non è un radicale.

Anche l’entropia della reazione è negativa – cioè abbiamo un sfavorevole cambiamento di entropia. Ricordate che $ΔS^o = S_ – S_$. In questo caso, è chiaro che $S_ < S_$ perché sul lato destro abbiamo una mole di gas. Sul lato sinistro (reagente), abbiamo due moli di gas. C’è sicuramente molto più caos (disordine) con 2 moli di molecole di gas che sbattono e sfrecciano in ogni modo immaginabile. Quindi siamo passati da un sistema disordinato sulla sinistra a un sistema un po’ più ordinato sulla destra.

Descriveremmo questa reazione come (a 298 K e condizioni di stato standard):

1) Spontanea 2) Esotermica 3) Abbassamento dell’entropia 4) Esergonica

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Cos’è l’entropia nell’energia libera di Gibbs?

La variazione dell’energia libera di Gibbs, ΔG, è considerata variazione di entropia (dopo essere stata divisa per T) solo quando nessun lavoro utile di qualsiasi tipo è fatto dal trasferimento di calore nel sistema o nell’ambiente circostante. Partendo da questa equazione (1), abbiamo trovato l’ampiezza del concetto che chiamiamo entropia.

Qual è la relazione tra l’energia di Gibbs e l’entropia?

L’energia libera di Gibbs, indicata con G, combina entalpia ed entropia in un unico valore. Il cambiamento di energia libera, ΔG, è uguale alla somma dell’entalpia più il prodotto della temperatura e dell’entropia del sistema.

Perché si chiama energia libera?

L’energia libera è “libera”, perché è il cambiamento negativo di energia libera che può essere usato in un processo reversibile per produrre lavoro. Non si può ottenere di più.

Perché l’energia libera di Gibbs è negativa?

L’energia libera di Gibbs è una quantità derivata che fonde insieme le due grandi forze motrici nei processi chimici e fisici, cioè il cambiamento di entalpia e il cambiamento di entropia. … Se l’energia libera è negativa, si tratta di cambiamenti di entalpia e di entropia che favoriscono il processo e questo avviene spontaneamente.

Perché si chiama energia libera di Gibbs?

Perché l’energia è ‘libera’? … Questo accade perché la reazione cede energia termica all’ambiente circostante che aumenta l’entropia dell’ambiente circostante per compensare la diminuzione di entropia del sistema.

Perché l’energia libera di Gibbs è negativa?

L’energia libera di Gibbs è una quantità derivata che fonde insieme le due grandi forze motrici nei processi chimici e fisici, cioè il cambiamento di entalpia e il cambiamento di entropia. … Se l’energia libera è negativa, si tratta di cambiamenti di entalpia e di entropia che favoriscono il processo e questo avviene spontaneamente.

Cosa si intende per energia libera?

In fisica e chimica fisica, l’energia libera si riferisce alla quantità di energia interna di un sistema termodinamico che è disponibile per compiere lavoro. Ci sono diverse forme di energia libera termodinamica: … L’energia libera di Helmholtz è l’energia che può essere convertita in lavoro a temperatura e volume costanti.

Cosa succede se l’energia libera di Gibbs è positiva?

È il termine di entropia che favorisce la reazione. Pertanto, all’aumentare della temperatura, il termine TΔS nell’equazione dell’energia libera di Gibbs inizierà a predominare e ΔG diventerà negativo….Gibbs Free Energy.ΔHΔSΔGpositivovenegativosempre positivo3 altre righe-9 giugno 2019

Cosa succede se l’energia libera di Gibbs è zero?

Se ΔG=0, il sistema è in equilibrio. Se ΔG>0, il processo non è spontaneo come scritto ma avviene spontaneamente in senso inverso.

Qual è un esempio di energia libera?

L’arrugginimento del ferro è un esempio di reazione spontanea che avviene lentamente, poco a poco, nel tempo. Se una reazione chimica richiede un input di energia piuttosto che rilasciare energia, allora il ∆G per quella reazione sarà un valore positivo. In questo caso, i prodotti hanno più energia libera dei reagenti.

Cosa significa quando Delta G è 0?

Una reazione avviene spontaneamente se ΔG < 0. ... Definiamo ΔG0' (pronunciato "delta G naught prime") come la variazione di energia libera di una reazione in "condizioni standard" che sono definite come: Tutti i reagenti e i prodotti sono ad una concentrazione iniziale di 1.0M. Pressione di 1,0 atm.

Cos’è l’energia libera in parole semplici?

In fisica e chimica fisica, l’energia libera si riferisce alla quantità di energia interna di un sistema termodinamico che è disponibile per eseguire lavoro. … L’energia libera di Gibbs è l’energia che può essere convertita in lavoro in un sistema a temperatura e pressione costante.

Perché l’energia libera di Gibbs è chiamata energia libera?

L’energia libera è “libera”, perché è la variazione negativa dell’energia libera che può essere usata in un processo reversibile per produrre lavoro. Non si può ottenere di più.

Il ΔG 0 è spontaneo?

Se ΔG=0, il sistema è in equilibrio. Se ΔG>0, il processo non è spontaneo come scritto, ma avviene spontaneamente nella direzione inversa.

La reazione è spontanea quando Delta G è 0?

Quando Δ G < 0 Delta testo G<0 ΔG<0delta, testo iniziale, G, testo finale, è minore di, 0, il processo è esergonico e procederà spontaneamente in direzione avanti per formare più prodotti.

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