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自由エネルギーは反応についてどのような情報を与えますか?

自由エネルギー、特にギブス自由エネルギー(Δg) 、化学反応の自発性と実現可能性に関する貴重な情報を提供します。これが故障です:

1。自発性:

* Δg<0(負): 反応は自発的です 指定された条件下。これは、反応がエネルギーの外部入力なしで前方向に進むことを意味します。

* Δg>0(陽性): 反応は非分類です 指定された条件下。これは、外部エネルギーが供給されない限り、反応が順方向に進行しないことを意味します。

* Δg=0(ゼロ): 反応は平衡です 。 これは、前方反応と逆反応の速度が等しく、反応物と生成物の濃度に正味の変化はないことを意味します。

2。最大作業:

* Δg 有用な作業の最大量を表します これは、一定の温度と圧力の下での反応から得ることができます。この作業は、他のプロセスを駆動するために使用できます。

3。平衡定数:

* Δg 平衡定数(k)に関連しています 方程式による反応の:Δg°=-rtlnk どこ:

* Δg° 標準的な自由エネルギーの変化です

* r 理想的なガス定数です

* t ケルビンの温度です

* k 平衡定数です。

この関係により、自由エネルギーの変化から平衡定数を計算することができます。

4。温度依存:

* Δg また、温度の影響を受けます 。 方程式Δg=Δh -tΔS 自由エネルギーを以下に関連付けます

* Δh (エンタルピーの変化):反応中に熱が吸収または放出されます。

* Δs (エントロピーの変化):反応中の障害またはランダム性の変化。

この方程式は、温度が反応の自発性に影響を与える可能性があることを示しています エンタルピーとエントロピーの相対的な寄与に影響を与えるためです。

要約すると、自由エネルギーは、化学反応から得られる方向、実現可能性、および最大作業に関する重要な情報を提供します。また、温度の影響と自由エネルギーと平衡の関係を理解するのにも役立ちます。

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