Gibbs Serbest Enerji

Bazı reaksiyonlar çevreye ısı yayıyordur ve H < 0 olduğundan reaksiyon kendiliğinden oluşur yani istemlidir. Başka bir raeaksiyon ise sistemin düzensizliğinin artması nedeniyle S > 0 oluyor  ve yine reaksiyon kendiliğinden gerçekleşiyor. Bu olayları tam olarak açıklayabilmek aralarında bir bağlantı kurabilmek için yeni bir terime ihtiyamız vardır. Buda gibbs serbest enerjisidir ve G işareti ile tanımlanır.

Daha önce öğrendiğimiz formülleri bir kere daha gözden geçirecek olursak Sabit basınç altında bir reaksiyonun oluşumu sırasında ısı değişimi entalpi değişimine eşittir.

qp=Hçevre
Sabit basınç ve sıcaklık altında Sçevre aşağıdaki formül ile hesaplanıyordu. Buradaki H reaksiyonun entalpi değişimi, T ise mutlak sıcaklık

Sçevre = – H/T

Toplam entropi değişimi

Stoplam = S sistem + Sçevre

Stoplam = S sistem –  H/T eşitliğin her iki tarafı (-T) ile çarpılırsa

-TStoplam = H – TS bağıntısı elde edilir ve bu bağıntı gibbs serbest enerjisi ile bir reaksiyonun  kendiliğinden olup oluşmayacağını açıklamak amacı ile kullanılır.

Serbest enerji

G = H-TS     ifadesi ile tanımlanır.

Sabit basınç ve sıcaklıkta reaksiyonun serbest enerji değişimi

G = H – TS  olarak tanımlanır.

-TStoplam = H – TS

G =  -TStoplam şeklinde bağlantı kurulabilir. Peki ne anlama gelmektedir bu formüller .

Bunu da şöyle özetliyebiliriz.

  1. Kendiliğinden olan değişimlerde  sistemin serbest enerjisi azalır.

Stoplam 0 olacağından – TS 0 olacaktır.

     Böylelikle sabit basınç ve sıcaklık altında – TS 0 olduğundan G 0 olacaktır.

     G negatif ise reaksiyon kendiliğinden oluşur.

  1. Dengede bir sistemde Stoplam =0 olacağından , – TS = 0 ve  G = 0   olacaktır.

G = 0   sistem dengededir.

  1. G 0 ise reaksiyon kendiliğinden oluşmaz.

Özetle bir reaksiyonun kendiliğinden olabilmesi için G’ nin negatif olması gerekmektedir. Buda H 0 veya S 0 olması ile sağlanabilir.

Hesaplama yaparken bileşiklerin standart serbest oluşum enerjisi ( Gº) hesaplanırken

Gº = (Gºürünler – Gº reaktantlar ) şeklinde hesaplanabilir. Burada dikkat edilmesi gereken şey elementlerin (O2, N2 gibi) standart serbest oluşum entalpiler 0‘dır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir