Gibbs sərbəst enerjisi (və ya sadəcə Gibbs enerjisi, ya da Gibbs potensialı və ya dar mənada termodinamik potensial) kimyəvi reaksiya zamanı dəyişiklik sistemin daxili enerjisinin dəyişməsinə bərabər olan bir miqdardır. Gibbs enerjisi, sistemin ümumi daxili enerjisinin kimyəvi çevrilmələr üçün istifadə edilə biləcəyini və ya verilən şərtlər nəticəsində əldə edildiyini göstərir və bizə verilən şərtlərdə kimyəvi reaksiyanın əsas ehtimalını yaratmağa imkan verir. Riyazi olaraq, bu aşağıdakı formanın termodinamik potensialıdır:
Gibbs enerjisi sistemin ümumi potensial kimyəvi enerjisi (kristal, maye və s.) olaraq başa düşülə bilər.

Gibbs enerjisi anlayışı termodinamika və kimya sahələrində geniş istifadə olunur.
İzobarik-izotermal prosesin kortəbii gedişi iki amil ilə müəyyən edilir: sistemin entalpiyasının azalması ilə əlaqəli entalpiya () və entropiyasının artması səbəbiylə sistemdəki pozğunluğun artması səbəbiylə. Bu termodinamik amillər arasındakı fərq, izobarik-izotermal potensial və ya Gibbs sərbəst enerji adlanan sistemin vəziyyətidir(, kC)
Tərifi
Gibbs enerjisinin klassik tərifi:
— daxili enerjini,
— orta təzyiqi,
— həcmi,
— mütləq temperaturu,
— Termodinamik entropiyanı ifadə edir.
Daimi sayda hissəcikləri olan, öz dəyişənləri ilə ifadə olunan sistem üçün Gibbs enerji diferensialı təzyiqi və
temperaturundan keçir:
Dəyişən sayda hissəcik olan bir sistem üçün bu diferensial aşağıdakı kimi yazılır:
Burada — sistemə başqa bir hissəcik əlavə etmək üçün xərclənməli olan enerji olaraq təyin edilə bilən kimyəvi potensialdır.
Sistemin termodinamik sabitliyi ilə əlaqə
Minimum Gibbs potensialının sabit bir temperatur, təzyiq və hissəciklərin sayı olan bir termodinamik sistemin sabit tarazlığına uyğun olduğunu göstəririk.
Termodinamikanın birinci və ikinci prinsiplərinin ümumiləşdirilmiş tənliyini yazırıq:
ilə
Beləliklə, sistemdə sabit temperaturda və təzyiqdə Gibbs enerjisi minimum dəyərə çatır.
Kimyada tətbiqi
Spontan inkişaf fenomeni və kimyəvi tarazlıq

Ümumi entropiyanın dəyişməsi ətraf mühitin və sistemin entropiyasının dəyişməsinin cəminə bərabərdir və bu dəyişiklik aşağıdakı kimi ifadə edilə bilər:
ve
- müvafiq olaraq kainatda, mühitdə və sistemdə entropiya dəyişiklikləridir. Ətraf mühitin entropiyasında dəyişiklik −ΔH(s)/T ifadəsinə bərabər olduğuna görə,əgər yuxarıdakı tənlik yenidən yazılırsa:
hər iki tərəfin -T-yə çoxaldılması nəticəsində:
əldə edilir.
Bu səbəbdən:
- Sistemin sərbəst Gibbs enerjisinin dəyişməsi aşağıdakı ifadədə olduğu kimi kainatın entropiyasındakı dəyişikliklə mütənasibdir.
Sistemin Gibbs enerjisinin dəyişməsi kainatın entropiyasının dəyişməsi ilə mütənasib olduğundan, fiziki və ya kimyəvi dəyişikliklərin kortəbii inkişafı üçün meyar kimi istifadə edilə bilər.
ΔrG° | Kortəbii reallaşma |
---|---|
ΔrG° < 0 | Reaksiya kortəbii olaraq baş verir (standart şəraitdə) |
ΔrG° = 0 | Reaksiya sabitdir (standart şəraitdə) |
ΔrG° > 0 | Reaksiya kortəbii olaraq baş vermir (standart şəraitdə) |
Yuxarıdakı cədvəldə ΔrG° işarəsinə görə kimyəvi reaksiyanın kortəbii şəkildə baş verməsi barədə məlumat verilir.
Bir reaksiya ΔG <0 olduqda, reaksiya tarazlıq nöqtəsinə çatana qədər məhsullar istiqamətində davam edir. Reaksiya davam etdikcə ΔG sıfıra yaxınlaşır və tarazlığa nail olduqda ΔG = 0 olur. Tarazlıq nöqtəsini aşdıqda ΔG> 0 və reaksiya artıq məhsullar istiqamətində hərəkət etmir, əksinə reaktivlər istiqamətində hərəkət edir.
ΔrG ° standart şərtlərdə gibbs reaksiya enerjisinin isə ΔrG ° ve ΔrG aralarında olan əlaqəsi aşağıdakı kimidir.
- Burada R universal qaz sabitidir, T - kelvin temperaturu, Q isə reaksiya nisbətidir.
- Ümumi kimyəvi reaksiya tənliyi aşağıdakı kimi ifadə edilərsə:
- Q reaksiya dərəcəsi
şəklindədir.
Sistem tarazlıq nöqtəsinə çatdıqda ΔrG = 0 və Q = K (kimyəvi tarazlıq sabit)olur. Yuxarıdakı tənlik yenidən yazıldıqda:
ifadəsi əldə edilir. Bu tənlikdən başa düşmək lazımdır ki, ΔrG ° <0 olduqda, tarazlıq sabitliyi 1-dən çoxdur və reaksiya məhsulun miqdarını artırmağa meyllidir. Digər tərəfdən, əgər ΔrG °> 0 olarsa, K dəyəri 1-dən azdır və reaksiya əks istiqamətdə davam edir. GrG ° = 0 K olduqda 1-ə bərabərdir və reaksiya tarazlığa çatmışdır:
- ifadesindeki ΔrG° eğer -RTlnK'ile yer değiştirilirse;
- ifadesi ortaya çıkar. Bu ifade de tekrar yazıldığında
- əldə edilir.
Buna görə reaksiya kortəbii olaraq baş verməsi üçün ΔrG sıfırdan az olmalıdır, başqa sözlə Q < K olmalıdır. Digər tərəfdən reaksiyalara meylli olmaq üçün ΔrG sıfırdan çox olmalıdır, bu da Q> K tələb edir.
Kimyəvi potensialla əlaqəsi
Riyazi nəticəsi Gibbs-Duhem əlaqəsi olan termodinamik potensialın genişliyinin xüsusiyyətlərindən istifadə etməklə bir növ hissəcik olan bir sistem üçün kimyəvi potensialın Gibbs enerjisinin sistemdəki n maddə mollarının sayına nisbət olduğunu göstərmək olar:
Sistem bir neçə növ hissəciklərdən ibarətdirsə molların sayı ilə
hər növ hissəciklər, sonra Gibbs-Duhem əlaqəsi ifadəyə səbəb olur:
Kimyəvi potensial dəyişkən sayda hissəcik olan sistemlərin analizində, həmçinin faza keçidlərinin öyrənilməsində istifadə olunur. Beləliklə, Gibbs - Duhem əlaqələri və bərabər kimyəvi potensial şərtlərinə əsaslanaraq bir-biri ilə tarazlıqda ,fazaların termodinamik parametrləri (spesifik həcm) və fazalar arasındakı keçid istiliyi ilə
koordinatlarında iki fazanın bir arada yaşama xəttini təyin edən Klapeyron-Klausius tənliyini əldə edə bilərsiniz.
Gibbs enerjisi və reaksiya istiqaməti
Kimyəvi proseslərdə eyni vaxtda iki əks amil fəaliyyət göstərir: entropiya () və entalpiya (
). Daimi təzyiq və temperaturda baş verən proseslərdə bu əks amillərin ümumi təsiri Gibbs enerjisinin dəyişməsini müəyyənləşdirir (
):
Bu ifadədən belə nəticə çıxır ki, , yəni müəyyən bir miqdar istilik entropiyanın artmasına sərf olunur (
), enerjinin bu hissəsi faydalı iş üçün itirilir (ətrafa istilik olaraq yayılır), buna çox vaxt bağlı enerji deyilir. İstiliyin başqa bir hissəsi (
) işi görmək üçün istifadə edilə bilər,buna görə də, Gibbs enerjisi adətən sərbəst enerji də adlanır.
Gibbs enerji dəyişikliyinin təbiəti prosesin əsas ehtimalını mühakimə etməyə imkan verir. üçün, proses davam edə bilər - spontan bir proses,
üçün, proses davam edə bilməz - spontan olmayan bir proses (başqa sözlə, enerji Sistemin ilkin vəziyyətində son vəziyyətə nisbətən daha çox Gibbs var, o zaman proses əksinə davam edə bilər, əksinə ola bilməzsə).
olarsa, sistem kimyəvi tarazlıq vəziyyətindədir.
Xahiş edirəm unutmayın ki, yalnız bir reaksiyanın əsas ehtimalı barədə danışırıq. Həqiqi şəraitdə bərabərsizlik (kinetik səbəblərə görə) müşahidə olunsa da reaksiya başlaya bilməz.
Kimyəvi reaksiya zamanı Gibbs pulsuz enerjisinin dəyişikliklərini tarazlıq sabitliyi ilə
ilə əlaqələndirən faydalı əlaqə var:
burada — təzyiq tarazlığı sabitdir. Ümumiyyətlə, hər hansı bir reaksiya geri qaytarıla bilən reaksiya sayıla bilər (praktikada belə olmasa da). Bu vəziyyətdə tarazlıq sabitliyi olaraq təyin olunur
Burada — birbaşa reaksiya dərəcəsi sabitdir,
— tərs reaksiyanın sürət sabitidir.
Tarixi məlumat

Gibbs enerjisi termodinamikanın qurucularından biri Cozayya Uillard Gibbsin adını daşıyır. 1870-ci illərdə Cozayya Uillard Gibbs tərəfindən bir prosesin sabit təzyiq və temperatur şəraitində özbaşına baş verə biləcəyini təxmin etmək üçün təyin olundu.
İstinadlar
- Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия: учебник для хим. спец. вузов (6-е изд). M: Высшая школа. 2006.
- "Arxivlənmiş surət". 2015-09-07 tarixində . İstifadə tarixi: 2020-01-27.
Həmçinin bax
Ədəbiyyat
- Ахметов Н. С. Актуальные вопросы курса неорганической химии. — М.: Просвещение, 1991. — 495 с. — .
- Базаров И. П. Термодинамика. — М.: Высшая школа, 1991. — 376 с. — .
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика, 1976
wikipedia, oxu, kitab, kitabxana, axtar, tap, meqaleler, kitablar, oyrenmek, wiki, bilgi, tarix, tarixi, endir, indir, yukle, izlə, izle, mobil, telefon ucun, azeri, azəri, azerbaycanca, azərbaycanca, sayt, yüklə, pulsuz, pulsuz yüklə, haqqında, haqqinda, məlumat, melumat, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, şəkil, muisiqi, mahnı, kino, film, kitab, oyun, oyunlar, android, ios, apple, samsung, iphone, pc, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, web, computer, komputer
Gibbs serbest enerjisi ve ya sadece Gibbs enerjisi ya da Gibbs potensiali ve ya dar menada termodinamik potensial kimyevi reaksiya zamani deyisiklik sistemin daxili enerjisinin deyismesine beraber olan bir miqdardir Gibbs enerjisi sistemin umumi daxili enerjisinin kimyevi cevrilmeler ucun istifade edile bileceyini ve ya verilen sertler neticesinde elde edildiyini gosterir ve bize verilen sertlerde kimyevi reaksiyanin esas ehtimalini yaratmaga imkan verir Riyazi olaraq bu asagidaki formanin termodinamik potensialidir G U PV TS displaystyle G U PV TS Gibbs enerjisi sistemin umumi potensial kimyevi enerjisi kristal maye ve s olaraq basa dusule biler C s diamond C s graphite reaksiyasi qrafit Gibbs serbest enerjisinde menfi bir deyisikliye malikdir ve buna gore 25 C ve 1 atm de termodinamik olaraq elverislidir Ancaq elverisli olsa da o qeder yavas olur ki musahide olunmur Bir reaksiyanin termodinamik baximdan elverisli olub olmamasi onun suretini mueyyenlesdirmir Gibbs enerjisi anlayisi termodinamika ve kimya sahelerinde genis istifade olunur Izobarik izotermal prosesin kortebii gedisi iki amil ile mueyyen edilir sistemin entalpiyasinin azalmasi ile elaqeli entalpiya DH displaystyle Delta H ve entropiyasinin TDS displaystyle T Delta S artmasi sebebiyle sistemdeki pozgunlugun artmasi sebebiyle Bu termodinamik amiller arasindaki ferq izobarik izotermal potensial ve ya Gibbs serbest enerji adlanan sistemin veziyyetidir G displaystyle G kC TerifiGibbs enerjisinin klassik terifi G U PV TS displaystyle G U PV TS U displaystyle U daxili enerjini P displaystyle P orta tezyiqi V displaystyle V hecmi T displaystyle T mutleq temperaturu S displaystyle S Termodinamik entropiyani ifade edir Daimi sayda hissecikleri olan oz deyisenleri ile ifade olunan sistem ucun Gibbs enerji diferensiali P displaystyle P tezyiqi ve T displaystyle T temperaturundan kecir dG SdT VdP displaystyle dG S dT V dP Deyisen sayda hissecik olan bir sistem ucun bu diferensial asagidaki kimi yazilir dG SdT VdP mdN displaystyle dG S dT V dP mu dN Burada m displaystyle mu sisteme basqa bir hissecik elave etmek ucun xerclenmeli olan enerji olaraq teyin edile bilen kimyevi potensialdir Sistemin termodinamik sabitliyi ile elaqeMinimum Gibbs potensialinin sabit bir temperatur tezyiq ve hisseciklerin sayi olan bir termodinamik sistemin sabit tarazligina uygun oldugunu gosteririk Termodinamikanin birinci ve ikinci prinsiplerinin umumilesdirilmis tenliyini yaziriq TdS dU PdV displaystyle T dS geqslant dU P dV P const T const displaystyle P mathrm const T mathrm const ile d U PV TS 0 displaystyle d U PV TS leqslant 0 d G 0 displaystyle d G leqslant 0 Belelikle sistemde sabit temperaturda ve tezyiqde Gibbs enerjisi minimum deyere catir Kimyada tetbiqiSpontan inkisaf fenomeni ve kimyevi tarazliq Gibbs Maksvell sethleri Cozayya Uillard Gibbs 1873 cu ilde Gibbs pulsuz enerjisini tesvir etmek ucun soldan ilk ve ikinci qrafikler hazirladi Sagdaki uc olculu qrafik Gibbsin resmlerinden istifade ederek sotland fiziki Maksvell terefinden elde edilmisdir Umumi entropiyanin deyismesi etraf muhitin ve sistemin entropiyasinin deyismesinin cemine beraberdir ve bu deyisiklik asagidaki kimi ifade edile biler DSe DSc DSs displaystyle Delta S e Delta S c Delta S s DSe displaystyle Delta S e DSc displaystyle Delta S c ve DSs displaystyle Delta S s muvafiq olaraq kainatda muhitde ve sistemde entropiya deyisiklikleridir Etraf muhitin entropiyasinda deyisiklik DH s T ifadesine beraber olduguna gore eger yuxaridaki tenlik yeniden yazilirsa DSe DHsT DSs displaystyle Delta S e frac Delta H s T Delta S s her iki terefin T ye coxaldilmasi neticesinde TDSe DHs TDSs displaystyle T Delta S e Delta H s T Delta S s elde edilir Bu sebebden Sistemin serbest Gibbs enerjisinin deyismesi asagidaki ifadede oldugu kimi kainatin entropiyasindaki deyisiklikle mutenasibdir DGs TDSe displaystyle Delta G s T Delta S e Sistemin Gibbs enerjisinin deyismesi kainatin entropiyasinin deyismesi ile mutenasib oldugundan fiziki ve ya kimyevi deyisikliklerin kortebii inkisafi ucun meyar kimi istifade edile biler Standart seraitde kortebii olaraq bas veren bir reaksiyanin qiymetlendirilmesi DrG Kortebii reallasmaDrG lt 0 Reaksiya kortebii olaraq bas verir standart seraitde DrG 0 Reaksiya sabitdir standart seraitde DrG gt 0 Reaksiya kortebii olaraq bas vermir standart seraitde Yuxaridaki cedvelde DrG isaresine gore kimyevi reaksiyanin kortebii sekilde bas vermesi barede melumat verilir Bir reaksiya DG lt 0 olduqda reaksiya tarazliq noqtesine catana qeder mehsullar istiqametinde davam edir Reaksiya davam etdikce DG sifira yaxinlasir ve tarazliga nail olduqda DG 0 olur Tarazliq noqtesini asdiqda DG gt 0 ve reaksiya artiq mehsullar istiqametinde hereket etmir eksine reaktivler istiqametinde hereket edir DrG standart sertlerde gibbs reaksiya enerjisinin ise DrG ve DrG aralarinda olan elaqesi asagidaki kimidir DrG DrG0 RTlnQ displaystyle Delta rG Delta rG 0 RTlnQ Burada R universal qaz sabitidir T kelvin temperaturu Q ise reaksiya nisbetidir Umumi kimyevi reaksiya tenliyi asagidaki kimi ifade edilerse aA bB cC dD displaystyle aA bB leftrightarrow cC dD Q reaksiya derecesi Q C c D d A a B b displaystyle Q frac C c D d A a B b seklindedir Sistem tarazliq noqtesine catdiqda DrG 0 ve Q K kimyevi tarazliq sabit olur Yuxaridaki tenlik yeniden yazildiqda 0 DrG0 RTlnK displaystyle 0 Delta rG 0 RTlnK ifadesi elde edilir Bu tenlikden basa dusmek lazimdir ki DrG lt 0 olduqda tarazliq sabitliyi 1 den coxdur ve reaksiya mehsulun miqdarini artirmaga meyllidir Diger terefden eger DrG gt 0 olarsa K deyeri 1 den azdir ve reaksiya eks istiqametde davam edir GrG 0 K olduqda 1 e beraberdir ve reaksiya tarazliga catmisdir DrG DrG0 RTlnQ displaystyle Delta rG Delta rG 0 RTlnQ ifadesindeki DrG eger RTlnK ile yer degistirilirse DrG RTlnK RTlnQ displaystyle Delta rG RTlnK RTlnQ ifadesi ortaya cikar Bu ifade de tekrar yazildiginda DrGRT lnK lnQ displaystyle frac Delta rG RT lnK lnQ elde edilir Buna gore reaksiya kortebii olaraq bas vermesi ucun DrG sifirdan az olmalidir basqa sozle Q lt K olmalidir Diger terefden reaksiyalara meylli olmaq ucun DrG sifirdan cox olmalidir bu da Q gt K teleb edir Kimyevi potensialla elaqesi Riyazi neticesi Gibbs Duhem elaqesi olan termodinamik potensialin genisliyinin xususiyyetlerinden istifade etmekle bir nov hissecik olan bir sistem ucun kimyevi potensialin Gibbs enerjisinin sistemdeki n madde mollarinin sayina nisbet oldugunu gostermek olar m Gn displaystyle mu frac G n Sistem bir nece nov hisseciklerden ibaretdirse i displaystyle i mollarin sayi ile ni displaystyle n i her nov hissecikler sonra Gibbs Duhem elaqesi ifadeye sebeb olur G p T N1 m1n1 m2n2 displaystyle G p T N 1 ldots mu 1 n 1 mu 2 n 2 ldots Kimyevi potensial deyisken sayda hissecik olan sistemlerin analizinde hemcinin faza kecidlerinin oyrenilmesinde istifade olunur Belelikle Gibbs Duhem elaqeleri ve beraber kimyevi potensial sertlerine esaslanaraq m1 m2 displaystyle mu 1 mu 2 bir biri ile tarazliqda fazalarin termodinamik parametrleri spesifik hecm ve fazalar arasindaki kecid istiliyi ile p T displaystyle p T koordinatlarinda iki fazanin bir arada yasama xettini teyin eden Klapeyron Klausius tenliyini elde ede bilersiniz Gibbs enerjisi ve reaksiya istiqameti Kimyevi proseslerde eyni vaxtda iki eks amil fealiyyet gosterir entropiya TDS displaystyle T Delta S ve entalpiya DH displaystyle Delta H Daimi tezyiq ve temperaturda bas veren proseslerde bu eks amillerin umumi tesiri Gibbs enerjisinin deyismesini mueyyenlesdirir G displaystyle G DG DH TDS displaystyle Delta G Delta H T Delta S Bu ifadeden bele netice cixir ki DH DG TDS displaystyle Delta H Delta G T Delta S yeni mueyyen bir miqdar istilik entropiyanin artmasina serf olunur TDS displaystyle T Delta S enerjinin bu hissesi faydali is ucun itirilir etrafa istilik olaraq yayilir buna cox vaxt bagli enerji deyilir Istiliyin basqa bir hissesi DG displaystyle Delta G isi gormek ucun istifade edile biler buna gore de Gibbs enerjisi adeten serbest enerji de adlanir Gibbs enerji deyisikliyinin tebieti prosesin esas ehtimalini muhakime etmeye imkan verir DG lt 0 displaystyle Delta G lt 0 ucun proses davam ede biler spontan bir proses DG gt 0 displaystyle Delta G gt 0 ucun proses davam ede bilmez spontan olmayan bir proses basqa sozle enerji Sistemin ilkin veziyyetinde son veziyyete nisbeten daha cox Gibbs var o zaman proses eksine davam ede biler eksine ola bilmezse DG 0 displaystyle Delta G 0 olarsa sistem kimyevi tarazliq veziyyetindedir Xahis edirem unutmayin ki yalniz bir reaksiyanin esas ehtimali barede danisiriq Heqiqi seraitde berabersizlik DG lt 0 displaystyle Delta G lt 0 kinetik sebeblere gore musahide olunsa da reaksiya baslaya bilmez Kimyevi reaksiya zamani Gibbs pulsuz enerjisinin DG displaystyle Delta G deyisikliklerini tarazliq sabitliyi ile K displaystyle K ile elaqelendiren faydali elaqe var DG RT ln Kp displaystyle Delta G RT cdot ln K p burada Kp displaystyle K p tezyiq tarazligi sabitdir Umumiyyetle her hansi bir reaksiya geri qaytarila bilen reaksiya sayila biler praktikada bele olmasa da Bu veziyyetde tarazliq sabitliyi olaraq teyin olunur K k1k 1 displaystyle K frac k 1 k 1 Burada k1 displaystyle k 1 birbasa reaksiya derecesi sabitdir k 1 displaystyle k 1 ters reaksiyanin suret sabitidir Tarixi melumatCozayya Uillard Gibbs Gibbs enerjisi termodinamikanin qurucularindan biri Cozayya Uillard Gibbsin adini dasiyir 1870 ci illerde Cozayya Uillard Gibbs terefinden bir prosesin sabit tezyiq ve temperatur seraitinde ozbasina bas vere bileceyini texmin etmek ucun teyin olundu IstinadlarStromberg A G Semchenko D P Fizicheskaya himiya uchebnik dlya him spec vuzov 6 e izd M Vysshaya shkola 2006 Arxivlenmis suret 2015 09 07 tarixinde Istifade tarixi 2020 01 27 Hemcinin baxTermodinamik potensial TermodinamikaEdebiyyatAhmetov N S Aktualnye voprosy kursa neorganicheskoj himii M Prosveshenie 1991 495 s ISBN 5 09 002630 0 Bazarov I P Termodinamika M Vysshaya shkola 1991 376 s ISBN 5 06 000626 3 Landau L D Lifshic E M Statisticheskaya fizika 1976