Entalpia liberă (sau energia liberă Gibbs, denumirea recomandată de IUPAC fiind Gibbs energy sau Gibbs function)IUPAC Gold Book este o funcție de stare a unui sistem termodinamic, definită de Josiah Willard Gibbs în opera sa despre echilibrele chimice și interfazice ale substanțelor în care elaborează și noțiunea potențial chimic. Entalpia liberă e legată de alte mărimi termodinamice fundamentale prin relația
unde este entalpia, temperatura, entropia, iar energia internă. Sistemul considerat are grade de libertate mecanice, sunt variabilele de poziție (lungimi, arii, volume, unghiuri), iar variabilele de forță (generalizate) conjugate.
Într-o transformare izotermă la variabile de forță constante, un sistem atinge o stare finală de echilibru termodinamic corespunzătoare unui minim al entalpiei libere.Țițeica, p. 109; Fermi, p. 82.
Exprimată ca funcție de temperatură și de variabilele de forță, entalpia liberă este un potențial termodinamic.
Istoric Conceptul a fost introdus de Josiah Willard Gibbs în opera sa On the Equilibrium of Heterogeneous Substances.
Entalpia și energia libere sunt concepte care reformulează conceptul mai vechi de afinitate chimică. Definiția dată de IUPAC afinității A e prin derivată parțială a entalpiei libere G de reacție în raport cu avansarea reacției ξ la presiune și temperatură constanteIUPAC Green Book and Gold Book in .pdf:
Entalpia liberă a unui fluid Fie o cantitate de fluid, care poate fi un amestec de componente specii diferite de substanțe chimice. O stare de echilibru a acestui sistem este complet descrisă de variabilele temperatură presiune și cantitățile în care sunt prezente componentele sale .Cantitățile pot fi exprimate în unități de masă, de cantitate de substanță (număr de moli) sau chiar număr de molecule. Entalpia liberă este un potențial termodinamic. Diferențiala totală
furnizează ecuațiile de stare (bazate pe derivate parțiale)
Entalpia liberă de reacție Pentru o reacție chimică entalpia liberă de reacție arată sensul de desfășurare al reacției în anumite condiții de temperatură și presiuneNenițescu, ediția a VIII-a(1980), p. 152. Se poate exprima în funcție de entalpia și entropia de reacție: la temperatură constantă
Această funcție termodinamică se raportează la o valoare de referință numită entalpie liberă standard. pentru starea de neechilibru pentru echilibru chimic
Qr câtul de reacție care la echilibru chimic e egal cu mărimea constantă de echilibru K.
Termodinamica electrochimică În expresia diferențială a energiei libere Gibbs dG aplicată funcționării unei celule electrochimice apare tensiunea electromotoare a celulei sub forma unui produs cu cantitatea de electricitate generată sau absorbită într-o celulă electrochimică:
La temperatură și presiune constante, entalpia liberă a unei reacții poate fi determinată prin intermediul tensiunii electromotoare E a unei celule electrochimice:
Note
Bibliografie Fermi, Enrico: Thermodynamics, Dover Publications, 1956, ISBN 978-0-486-60361-2. Google books, Zoltán Gábos, Oliviu Gherman: Termodinamica și fizica statistică, Editura Didactică și Pedagogică, 1964, 1967 George C. Moisil: Termodinamica, Editura Academiei RSR, București, 1988, I.G. Murgulescu, R. Vîlcu: Introducere în chimia fizică vol. III Termodinamică chimică, Editura Academiei RSR, București, 1982 Costin Nenițescu, Chimie Organică, ediția a VIII-a, volumul I, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1980 Stoian Petrescu, Valeria Petrescu: Principiile termodinamicii - Evoluție, fundamentări, aplicații, Editura Tehnică, București, 1983 Ion M. Popescu: Fizica - Termodinamica, Editura Politehnica Press, București, 2002 Șerban Țițeica: Termodinamica, Editura Academiei Republicii Socialiste România, București, 1982. V. Kirillin, V. Sîcev, A. Șeindlin: Termodinamica, Editura Științifică și Enciclopedică, 1985, (traducere din limba rusă)
Vezi și Potențial termodinamic Potențial chimic Sistem chimic Entalpie Energie liberă
Legături externe
Enthalpie libre
Categorie:Termodinamică Categorie:Chimie fizică Categorie:Proprietăți termodinamice