Apa energi bebas Gibbs dalam kimia?

Pada hari-hari awal kimia, ahli kimia menggunakan istilah "afinitas" untuk menggambarkan gaya yang bertanggung jawab atas reaksi kimia. Di era modern, afinitas disebut energi bebas Gibbs.

Gibbs energi bebas adalah ukuran potensial untuk pekerjaan reversibel atau maksimum yang dapat dilakukan oleh sistem pada suhu dan tekanan konstan. Ini adalah sebuah termodinamika properti yang didefinisikan pada tahun 1876 oleh Josiah Willard Gibbs untuk memprediksi apakah suatu proses akan terjadi secara spontan pada suhu dan tekanan konstan. Energi bebas Gibbs G didefinisikan sebagai

G = H - TS

dimana H, T, dan S adalah entalpi, suhu, dan entropi. Itu SI satuan untuk energi Gibbs adalah kilojoule.

Perubahan energi bebas Gibbs G sesuai dengan perubahan energi bebas untuk proses pada suhu dan tekanan konstan. Perubahan dalam perubahan energi bebas Gibbs adalah pekerjaan non-ekspansi maksimum yang dapat diperoleh dalam kondisi ini dalam sistem tertutup; ΔG negatif untuk proses spontan, positif untuk proses yang tidak spontan, dan nol untuk proses pada kesetimbangan.

Energi bebas Gibbs juga dikenal sebagai (G), energi bebas Gibbs, energi Gibbs, atau fungsi Gibbs. Kadang-kadang istilah "entalpi bebas" digunakan untuk membedakannya dari energi bebas Helmholtz.

Terminologi yang direkomendasikan oleh Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (IUPAC) adalah energi Gibbs atau fungsi Gibbs.

Tanda nilai energi Gibbs dapat digunakan untuk menentukan apakah reaksi kimia berlangsung secara spontan atau tidak. Jika tanda untuk ΔG positif, energi tambahan harus menjadi input agar reaksi terjadi. Jika tanda untuk ΔG negatif, reaksinya adalah secara termodinamik menguntungkan dan akan terjadi secara spontan.

Namun, hanya karena suatu reaksi terjadi secara spontan bukan berarti itu terjadi dengan cepat. Pembentukan karat (oksida besi) dari besi bersifat spontan, namun terjadi terlalu lambat untuk diamati. Reaksinya:

C_(s)^berlian → C_(s)^grafit

juga memiliki negatif ΔG pada 25 C dan 1 atmosfer, namun berlian tampaknya tidak secara spontan berubah menjadi grafit.