ДОВІДНИК З ХІМІЇ

ЕНЕРГЕТИКА ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

3. Рушійна сила хімічних реакцій

3.4. Вільна енергія реакції Гіббса

Кожна реакція характеризується двома тенденціями:

- система речовин прагне перейти у стан з якомога меншою ентальпією;

- система речовин прагне перейти в стан з якомога більшою ентропією.

Тому реакція

проходить самочинно в той бік, де знижується ентальпія реакції і зростає її ентропія. Обидві величини об’єднують у так званому рівнянні Гіббса—Гельмгольца:

∆G_R — вільна енергія реакції Гіббса;

∆Н _R — ентальпія реакції;

∆S_R — ентропія реакції;

Т — абсолютна температура.

Реакції, в яких вільна енергія Гіббса знижується, ∆G_r< 0, називають екзоергічними реакціями. Після можливої активації ці реакції проходять самочинно — спонтанні реакції.

Реакції, вільна енергія яких ∆G_R> 0, називають ендоергічними реакціями. Ці реакції, незважаючи на можливу активацію, проходять лише при подальшому і постійному надходженні енергії — спонтанно не проходять.

Приклад. Наведена вище реакція гідроген хлориду й амоніаку за стандартних умов (25 °С) ∆G⁰ _R:

∆G⁰ _r = —176,9 кДж/моль — [298 К ∙ (—0,2846 кДж/моль ∙ К)],

∆G⁰ _R= —176,9 кДж/моль + 84,8 кДж/моль = —92,1 кДж/моль.

Отже, реакція відбувається спонтанно з утворенням амоній хлориду.

Зворотна реакція, тобто розкладання амоній хлориду на гідроген хлорид і амоніак, відбуватися за аналогічних умов не буде, вона проходить лише при постійному надходженні енергії.