¿Es válido utilizar Gibbs Free Energy para gases?

Question

Esto ha confundido a mí por un largo tiempo. ¿Por qué hemos de calcular la energía libre de Gibbs cuando nos damos cuenta de la espontaneidad de una reacción que implica gases? En mi mente, me imagino una reacción que implica que los gases de estar siempre en un cerrado el contenedor, lo que claramente el cambio de la presión de gas, pero parece ser que la presión constante es un requisito para el uso de la energía libre de Gibbs.

Ahora, si es que se supone que debemos suponer que la reacción que implica que los gases no se produce en un recipiente cerrado, ¿por qué usamos la concentración molar de los gases al calcular las constantes de equilibrio? En esta situación, parece ser que el volumen de los gases va a cambiar.

Estoy sospechando de que la mayoría de los de mi confusión es en lo que la presión constante en realidad significa que en una reacción, así como una tercera pregunta, ¿qué presión constante se quiere decir cuando se refiere a una reacción?

Answer 1

La Energía Libre de Gibbs se ha encontrado para ser el más conveniente de la termodinámica función a la hora de la determinación de la constante de equilibrio para una reacción o en el establecimiento del equilibrio químico del estado para reaccionar químicamente sistema de participación de múltiples reacciones. La condición para el equilibrio de estos es que, a una determinada temperatura y presión, la Energía Libre de Gibbs se minimiza con respecto a los cambios en la magnitud de la reacción. Esto se aplica a lo que la temperatura y la presión están actualmente presentes en el reactor, independientemente de si han sido cambiantes. Para una mezcla de gases ideales, es posible demostrar que este Libre de minimización de la Energía es equivalente a la necesidad de que la suma de las energías libres de la pureza de los reactivos en pura presiones de gas idéntica a la de sus presiones parciales en el reactor son iguales a la suma de las energías libres de los productos puros en pura presiones de gas idéntica a la de sus presiones parciales en el reactor.

Answer 2

Imaginar la realización de una reacción en un pistón que se llena con los gases. (Como ejemplo, piensa en una jeringa con la "aguja" puerto cerrado; en el otro extremo de la jeringa no es un émbolo que es estanco a los gases, pero se puede mover arriba y abajo). La atmósfera ejerce presión contra el otro lado del pistón/émbolo.

Si la reacción hace que la presión en aumento, incluso un poco, el pistón (por ejemplo, émbolo) se moverá hacia arriba, ampliando el volumen de gas en el interior de la reacción, lo que reduce la presión de regreso a atmosphdoing trabajo en contra de la atmósfera. Si la reacción hace que la presión caiga, incluso infintessimally, el pistón (es decir, de émbolo) caerá, como la atmósfera presiona el émbolo hacia abajo para mantener la presión en la cámara de una atmósfera.

La clave es que las reacciones a presión constante no necesariamente corresponden a las reacciones a volumen constante. El contenedor de los gases reactantes se celebran en debe ser capaz de expandirse o contraerse en el fin de mantener la presión constante, lo que significa que los cambios en el volumen. Estos contenedores pueden todavía ser cerrado en el sentido de que no hay átomos de pasar desde el interior hacia el exterior.

Answer 3

Creo que no tiene sentido si usted calcula la energía libre de Gibbs en un recipiente cerrado.Como @A. K. y @Chester dijo Miller,Gibbs es una presión constante, el cambio en la Energía Libre de Gibbs se puede determinar fácilmente si la presión no es constante.Podemos calcula la energía libre de Helmholtz

El Helmholtz energía se define como: A=U-TS donde

• Una es la de Helmholtz energía libre
• U es la energía interna del sistema
• T es la temperatura absoluta de los alrededores, modelado como un baño de calor
• S es la entropía del sistema

El Helmholtz energía es la de Legendre de transformación de la energía interna, U, en el que la temperatura sustituye a la entropía como la variable independiente.