Concetti Chiave
- L'energia libera di Gibbs è una funzione di stato che combina entropia del sistema e dell'ambiente per valutare la spontaneità di una reazione.
- La formula dell'energia libera di Gibbs è ΔG=ΔH-TΔS, utilizzata a temperatura e pressione costante.
- ΔG permette di prevedere la spontaneità di una reazione senza misurare l'entropia dell'ambiente, difficile da calcolare.
- Un ΔG maggiore di zero indica un processo non spontaneo, noto come reazione endoergonica.
- L'aumento dell'entropia del sistema (ΔS) diminuisce l'energia libera (G), influenzando la spontaneità della reazione.
Energia libera di Gibbs
Per calcolare la spontaneità di una reazione quindi bisogna valutare 3 fattori: l’entropia del sistema, dell’ambiente e quella totale, ma sarebbe molto più facile se esistesse un’unica proprietà che combinasse insieme questi fattori; questa proprietà è una funzione di stato nuova che prende il nome di energia libera di Gibbs.Se ΔStot=ΔS+ΔSamb e ΔSamb=-ΔH/T avremo che ΔStot=ΔS-ΔH/T, ma questo vale solo a pressione e temperatura costante.
Da prima si ha che
ΔStot =ΔS-ΔH/T che rielaborata dà -TΔStot=ΔH-TΔS°
Energia libera di Gibbs: ΔG=ΔH-TΔS, a temperatura e pressione costante ΔG=-TΔS
Perché è stato necessario parlare di energia libera, non ci si poteva limitare a trattare somma di entropia di sistema e ambiente? È molto difficile misurare il ΔS dell'ambiente, si è cercato di rielaborare il concetto di entropia totale, che contiene quello di entropia dell'ambiente, per poterlo esprimere solo in termini dell'entropia del sistema, che è invece misurabile.
Così è possibile prevedere la spontaneità di una reazione sulla base dell'energia libera del sistema e non dell'entropia totale. Si osserva che il ΔS è presente con segno meno, quindi all’aumentare di S diminuisce G:
• ΔG • ΔG>0: processo non spontaneo, reazione endoergonica
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