V raných dobách chemie používali chemici termín „afinita“ k popisu síly zodpovědné za chemické reakce. V moderní době se příbuznost nazývá Gibbsova bezplatná energie.
Definice
Gibbs energie zdarma je míra potenciálu pro reverzibilní nebo maximální práci, kterou může systém provádět při konstantní teplotě a tlaku. Je to termodynamický vlastnost, která byla definována v roce 1876 Josiahem Willardem Gibbsem, aby předpověděla, zda k procesu dojde spontánně při konstantní teplotě a tlaku. Gibbsova volná energie G je definován jako
G = H - TS
kde H, T, a S jsou entalpie, teplota a entropie. SI Jednotkou pro Gibbsovu energii je kilojoule.
Změny ve Gibbsově volné energii G odpovídají změnám ve volné energii pro procesy při konstantní teplotě a tlaku. Změna ve změně Gibbsovy volné energie je maximální nerozšíření, které lze za těchto podmínek dosáhnout v uzavřeném systému; ΔG je negativní spontánní procesy, pozitivní pro nesobrovolné procesya nula pro procesy v rovnováze.
Gibbsova bezplatná energie je známá také jako (G), Gibbsova volná energie, Gibbsova energie nebo Gibbsova funkce. Někdy termín “volná entalpie” je používán rozlišit to od Helmholtz volné energie.
Terminologie doporučená Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (IUPAC) je Gibbsova energie nebo Gibbsova funkce.
Pozitivní a negativní volná energie
Známka Gibbsovy energetické hodnoty může být použita k určení, zda chemická reakce probíhá spontánně. Pokud podepsat ΔG Je-li pozitivní, musí být k reakci přidána další energie. Pokud podepsat ΔG je negativní, reakce je termodynamicky příznivé a objeví se spontánně.
Avšak to, že reakce probíhá spontánně, neznamená, že k ní dojde rychle. Tvorba rzi (oxid železa) ze železa je spontánní, ale vyskytuje se příliš pomalu, aby se pozorovalo. Reakce:
C(s)diamant → C(s)grafit
má také negativní ΔG při 25 ° C a 1 atmosféře se přesto diamanty neukazují na spontánní změnu na grafit.