Page 22 - 130

21

G=U–TS+PV=H–TS=F+PV. (1.18)
Із наведених вище співвідношень при р, T=const витікає:
−G=W´;  W '  dG. (1.19)
Із виразу G=H–TS виходить, що функція G є вільною енергією ізобарного
процесу. Самочинно процес протікає в сторону зменшення енергії Гіббса. При
постійній температурі Т =0:
G = H – TS. (1.20)
Абсолютні значення термодинамічних потенціалів обчислити неможливо,
тому при протіканні процесу визначають їх зміну (в Дж/моль). Значення F і
G табулюються для стандартних умов і називаються стандартними змінами
енергії Гельмгольца (Fº 298) і енергії Гіббса (Gº 298).
Для хімічної реакції справедливе:
Gºхім.реакції=Gºпрод.реакції − Gºвих.речовин,

що аналогічно визначенню, наприклад ,ентальпії хімічного процесу.
Таким чином, для хімічної реакції:
аA + вВ = сС + dD
можна записати:
1) G = 0; система знаходиться в динамічній рівновазі, тобто,
швидкості реакції в прямому і в зворотному напрямку рівні.
2) G < 0; реалізується самочинний процес в прямому напрямку;
3) G > 0; реалізується самочинний процес в зворотному напрямку.
Підсумовуючи вищесказане, можна зробити висновок, що визначення
знаку G дає змогу без експеримента встановити напрямок даної хімічної
реакції. Відповідно для цього потрібно знати значення H, S і Т, так як

G = H – TS.
В табл.1.1 представлені залежності властивостей реакції від знаку зміни
вільної енергії:
Таблиця 1.1 − Напрямок хімічних реакцій різних типів
H S G Властивості реакції Приклади
пряма реакція СН 4(г)+2О 2(г)= СО 2(г)
− + Завжди негативна самочинна при всіх +2Н 2О(г)
температурах 2Н 2О 2(г) = 2Н 2О(г)+О 2(г)
Самочинний 3О 2(г)= 2О 3(г)
+ − Завжди позитивна
зворотній процес N 2(г)+2O 2(г)=2NO 2(г)
Пряма реакція
G< 0 при самочинна при
низьких
− − температурах; низьких і СаО(к)+СО 2(г)=СаСО 3(к)
несамочинна при 3Н 2(г)+N 2(г)=2NH 3(г)
G>0 при високих високих
температурах
температурах.
G>0при низьких Пряма реакція не
температурах самочинна при СaCO 3(т)=СаО(т)+СО 2(г)
+ +
G<0 при високих низьких і самочинна N 2O 4(г)=2NO 2(г)
температурах при високих