Hva er Gibbs Free Energy i kjemi?

I de første dagene av kjemi brukte kjemikere begrepet "affinitet" for å beskrive kraften som var ansvarlig for kjemiske reaksjoner. I moderne tid kalles tilhørighet Gibbs fri energi.

Gibbs gratis energi er et mål på potensialet for reversibelt eller maksimalt arbeid som kan utføres av et system ved konstant temperatur og trykk. Det er en termodynamisk eiendom som ble definert i 1876 av Josiah Willard Gibbs for å forutsi om en prosess vil skje spontant ved konstant temperatur og trykk. Gibbs fri energi G er definert som

G = H - TS

hvor H, T, og S er entalpi, temperatur og entropi. De SI enhet for Gibbs energi er kilojoule.

Endringer i Gibbs gratis energi G tilsvarer endringer i fri energi for prosesser ved konstant temperatur og trykk. Endringen i Gibbs gratis energiendring er det maksimale ikke-utvidelsesarbeidet som er oppnåelig under disse forholdene i et lukket system; Ag er negativ for spontane prosesser, positivt for ikke-spontane prosesser, og null for prosesser i likevekt.

Gibbs fri energi er også kjent som (G), Gibbs 'gratis energi, Gibbs energi eller Gibbs funksjon. Noen ganger brukes uttrykket "fri entalpi" for å skille den fra Helmholtz fri energi.

Terminologien som anbefales av International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) er Gibbs energi eller Gibbs-funksjon.

Tegnet på en Gibbs energiverdi kan brukes til å bestemme om en kjemisk reaksjon foregår spontant eller ikke. Hvis tegnet for Ag er positiv, det må tilføres ekstra energi for at reaksjonen skal skje. Hvis tegnet for Ag er negativ, er reaksjonen termodynamisk gunstig og vil oppstå spontant.

Bare fordi en reaksjon oppstår spontant, betyr ikke det at den skjer raskt. Dannelsen av rust (jernoksid) fra jern er spontan, men skjer for langsomt til å observere. Reaksjonen:

C_(S)^diamant → C_(S)^grafitt

har også et negativt Ag ved 25 C og 1 atmosfære, ser det likevel ut til at diamanter ikke spontant endres til grafitt.