Sự khác biệt chính giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là năng lượng tự do Gibbs phụ thuộc vào các điều kiện thí nghiệm trong khi năng lượng tự do tiêu chuẩn mô tả năng lượng tự do Gibbs cho các chất phản ứng và sản phẩm ở trạng thái tiêu chuẩn của chúng.
Thuật ngữ năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn rất phổ biến trong hóa học vật lý. Cả hai thuật ngữ này đều đưa ra một ý tưởng gần giống nhau với một chút khác biệt. Sự khác biệt duy nhất giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là ở các điều kiện thí nghiệm của chúng như nhiệt độ và áp suất. Hãy để chúng tôi nói thêm chi tiết về các điều khoản này.
Gibbs Free Energy là gì?
Năng lượng tự doGibbs là đại lượng nhiệt động lực học bằng entanpi (của một hệ hoặc quá trình) trừ đi tích của entropi và nhiệt độ tuyệt đối. Biểu tượng cho điều này là "G". nó kết hợp entanpi và entropi của một hệ thống thành một giá trị duy nhất. Chúng ta có thể biểu thị sự thay đổi của năng lượng này là "∆G". Sự thay đổi này có thể xác định hướng của phản ứng hóa học ở nhiệt độ không đổi và áp suất không đổi.
Hơn nữa, nếu giá trị của ∆G là dương thì đó là phản ứng không tự phát trong khi ∆G âm là phản ứng tự phát. Thuật ngữ năng lượng tự do Gibbs được phát triển bởi Josiah Willard Gibbs (1870). Phương trình cho đại lượng này như sau:
Hình 01: Phương trình cho năng lượng tự do Gibbs, trong đó G là năng lượng tự do Gibbs, H là entanpi, T là nhiệt độ tuyệt đối và S là entropi
Năng lượng Miễn phí Tiêu chuẩn là gì?
Năng lượng tự do tiêu chuẩn là đại lượng nhiệt động lực cung cấp năng lượng tự do Gibbs ở điều kiện thí nghiệm tiêu chuẩn. Điều này có nghĩa là, để gọi năng lượng của hệ nhiệt động là năng lượng tự do tiêu chuẩn, thì các chất phản ứng và sản phẩm của hệ đó phải ở điều kiện tiêu chuẩn. Hầu hết các trường hợp đều áp dụng theo các trạng thái tiêu chuẩn.
- Khí: áp suất riêng phần 1 atm
- Chất lỏng tinh khiết: chất lỏng dưới tổng áp suất 1 atm
- Chất tan: nồng độ hiệu quả 1 M
- Chất rắn: chất rắn tinh khiết dưới áp suất 1 atm
Thông thường, nhiệt độ bình thường của hệ thống nhiệt động lực học là 298,15 K (hoặc 25◦C) cho hầu hết các mục đích thực tế vì chúng tôi thực hiện các thí nghiệm ở nhiệt độ này. Nhưng nhiệt độ tiêu chuẩn chính xác là 273 K (0 ◦C).
Sự khác biệt giữa Năng lượng Miễn phí Gibbs và Năng lượng Miễn phí Tiêu chuẩn là gì?
Năng lượng tự doGibbs là đại lượng nhiệt động lực học bằng entanpi (của một hệ hoặc quá trình) trừ đi tích của entropi và nhiệt độ tuyệt đối. Quan trọng hơn, chúng tôi tính toán đại lượng này cho nhiệt độ và áp suất thực tế của thí nghiệm. Năng lượng tự do tiêu chuẩn là đại lượng nhiệt động lực học cung cấp năng lượng tự do Gibbs ở các điều kiện thí nghiệm tiêu chuẩn. Đây là điểm khác biệt chính giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn. Mặc dù năng lượng tự do tiêu chuẩn tương tự như ý tưởng về năng lượng tự do Gibbs, chúng tôi chỉ tính toán nó cho các hệ thống nhiệt động lực học có chất phản ứng và sản phẩm ở trạng thái tiêu chuẩn của chúng.
Tóm tắt - Năng lượng miễn phí Gibbs so với Năng lượng miễn phí tiêu chuẩn
Cả năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn đều mô tả ý tưởng gần giống nhau trong nhiệt động lực học. Sự khác biệt giữa năng lượng tự do Gibbs và năng lượng tự do tiêu chuẩn là năng lượng tự do Gibbs phụ thuộc vào các điều kiện thí nghiệm trong khi năng lượng tự do tiêu chuẩn mô tả năng lượng tự do Gibbs cho các chất phản ứng và sản phẩm ở trạng thái tiêu chuẩn của chúng.
