Energia swobodna reakcji

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Energia swobodna reakcjif lub ΔF[a]) – funkcja termodynamiczna reakcji chemicznej, zmiana energii swobodnej Helmholtza układu, która jest potencjałem termodynamicznym w przypadku T, v = const (potencjał izotermiczno-izochoryczny), spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden[2][3].

Liczba postępu reakcji (λ), została zdefiniowana przez Théophila de Dondera w 1920 roku jako[2]:


\lambda =  \frac{n_{zi}}{\nu_i}

Wartość λ = 1, gdy liczby moli (nzi) powstałych produktów oraz liczby moli zużytych substratów są równe odpowiednim współczynnikom stechiometrycznymi) w równaniu reakcji.

Energią swobodną reakcji chemicznej jest pochodna cząstkowa energii swobodnej układu, czyli np, funkcji f = f (v, T, λ), obliczona względem liczby postępu reakcji:

 \Delta f_{v,T} = \left( \frac{\partial f}{\partial \lambda} \right)_{v, T} .

Energię swobodną reakcji wyraża się również poprzez wielkości cząstkowych molowych energii swobodnych poszczególnych reagentów (Fi):

 
F_{i,v,T} =  \left( \frac{\partial f}{\partial n_i} \right)_{v,T, n_j \ne i} .

Energia swobodna układu termodynamicznego, złożonego z k składników wynosi:

f = Σ ni Fi = f (T, v, n1, n2, n3, ..., nk).

Energię swobodną reakcji chemicznej oblicza się jako różnicę między sumą ilorazów Σ ni Fi dla jej produktów i dla substratów[2][3].

\Delta f = \sum {n_{i,prod} F_{i,prod}} - \sum {n_{i,subs} F_{i,subs}}\,.

Zmiana energii swobodnej jest równa maksymalnej pracy, jaką może wykonać układ, w którym zachodzi reakcja.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Uwagi

  1. Małą literę stosuje się w ujęciu ogólnym, dużą dla wielkości molowej[1].

Przypisy

  1. Witold Tomassi, Helena Jankowska: Chemia fizyczna. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1980, s. 36. ISBN 83-204-0179-8.
  2. 2,0 2,1 2,2 Józef Szarawara: "Termodynamika chemiczna". Warszawa: WNT, 1969, s. 235–250.
  3. 3,0 3,1 Stanisław Bursa: Chemia fizyczna. Wyd. Wyd. 2 popr. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1979, s. 422–432. ISBN 83-01-00152-6.