Bestimmen Sie die Reaktionsspontaneität mit der fundamentalen thermodynamischen Gleichung ΔG = ΔH − TΔS. Lassen Sie ein Feld frei, um es sofort zu berechnen.
ΔG = ΔH − TΔS
Gegeben ΔH = −92,2 kJ/mol und ΔS = −198 J·mol−1·K−1 (z. B. Wasserbildung).
Gegeben ΔH = +40,0 kJ/mol, ΔS = +125 J·mol−1·K−1. Finde T, bei dem ΔG = 0.
Gegeben ΔG = −12,0 kJ/mol, ΔH = −25,0 kJ/mol bei T = 350 K.
Die freie Gibbs-Energie ist eine thermodynamische Größe, die die maximal nutzbare Arbeit misst, die ein System bei konstanter Temperatur und konstantem Druck leisten kann. Sie ist entscheidend, um vorherzusagen, ob eine Reaktion spontan abläuft. Ein negatives ΔG zeigt eine spontane Reaktion an, während ein positives ΔG eine nicht spontane Reaktion anzeigt.
Die Gleichung ΔG = ΔH − TΔS kombiniert zwei Faktoren: die Enthalpie (ΔH), die die Wärmeenergieänderung darstellt, und die Entropie (TΔS), die die Unordnungsänderung multipliziert mit der Temperatur darstellt. Berechnen Sie ΔH und ΔS aus Standardtabellen oder Experimenten, multiplizieren Sie die Entropie mit der absoluten Temperatur in Kelvin und subtrahieren Sie dies dann von ΔH, um ΔG zu finden. Dieser Rechner führt alle Umrechnungen automatisch durch.
Ein negatives ΔG bedeutet, dass die Reaktion unter den gegebenen Bedingungen thermodynamisch spontan ist. Das System gibt freie Energie ab und läuft in der angegebenen Richtung ab. Ein negatives ΔG sagt jedoch nichts über die Reaktionsgeschwindigkeit aus – verwenden Sie Kinetik und Reaktionsgeschwindigkeiten, um vorherzusagen, wie schnell die Reaktion abläuft.
Wenn ΔG = 0 ist, befindet sich das System im Gleichgewicht – es gibt keine Nettotendenz, dass die Reaktion vorwärts oder rückwärts abläuft. An diesem Punkt laufen die Hin- und Rückreaktionen mit gleicher Geschwindigkeit ab. Dieser Zustand ist temperaturabhängig; eine Temperaturänderung verschiebt ein System oft vom Gleichgewicht zu spontan oder nicht spontan.
Die Temperatur beeinflusst ΔG direkt über den TΔS-Term. Bei Reaktionen mit positiver Entropieänderung (ΔS > 0) begünstigen höhere Temperaturen die Spontaneität (machen ΔG negativer). Umgekehrt missgünstigen höhere Temperaturen bei Reaktionen mit negativer Entropieänderung (ΔS < 0) die Spontaneität (machen ΔG positiver). Dies erklärt, warum manche Reaktionen bei hohen Temperaturen spontan, bei niedrigen jedoch nicht spontan sind.
Gängige Einheiten für ΔG sind kJ/mol (Kilojoule pro Mol), J/mol (Joule pro Mol) und kcal/mol (Kilokalorien pro Mol). Die Temperatur muss in Kelvin (K) angegeben werden. Entropieeinheiten sind J/mol·K. Dieser Rechner rechnet automatisch zwischen den Einheitensystemen um, sodass Sie Werte in jeder unterstützten Einheit eingeben und Ergebnisse in Ihrer bevorzugten Einheit erhalten können.
